„Meißner-Ochsenfeld-Effekt“ – Versionsunterschied

Unter dem '''Meißner-Ochsenfeld-Effekt''' versteht man die Eigenschaft von [[Supraleiter]]n, in der Meißner-Phase ([[Supraleiter#Supraleiter 1. Art|Supraleiter 1. Art]]) ein von außen angelegtes [[magnetisches Feld]] vollständig aus ihrem Inneren zu verdrängen. Der Supraleiter zeigt sich also nicht nur als idealer Leiter, sondern darüber hinaus auch als idealer [[Diamagnetismus|Diamagnet]]. Dieser Effekt wurde 1933 von [[Walther Meißner]] und [[Robert Ochsenfeld]] entdeckt und ist durch [[klassische Physik]] nicht erklärbar. Die makroskopisch-theoretische Erklärung des Meißner-Ochsenfeld-Effekts liefern die [[London-Gleichung]]en.<ref>{{Literatur |Autor=Ludwig Bergmann,Clemens Schaefer |Titel=Lehrbuch der Experimentalphysik |TitelErg=Festkörper |Band=6 |Auflage=2. |Verlag=de Gruyter |JahrDatum=2005 |ISBN=3-11-017485-5 |Online={{Google Buch |BuchID=tdwCl-fzOuoC |Seite=487 |Hervorhebung=Meißner-Ochsenfeld-Effekt}} |ZugriffAbruf=2014-07-06}}</ref>

[[Datei:EfektMeisnera.svg|border|mini|Verdrängung des äußeren [[magnetischesMagnetisches Feld|magnetischen Feldes]] durch einen [[Supraleiter]].]]

[[Gabriel Lippmann]] hat bereits im klassischen Elektromagnetismus nachgewiesen, dass der magnetische Fluss durch einen idealen Leiter konstant ist, was erklärt, dass wenn vor dem Erzeugen des Zustands idealer Leitung kein Magnetfeld im Leiter war, dieser im Zustand idealer Leitung immer noch magnetfeldfrei sein muss.<ref>u.&nbsp;a. {{Literatur | Autor=G. Lippmann| |Titel=Sur les propriétés des circuits électriques dénués des résistance | Sammelwerk=Comptes rendus | Band=168 | JahrDatum=1919 | Seiten=73–78}}</ref> Das „Herausdrängen“ des Magnetfeldes wenn das Material supraleitend wird, wird klassisch nicht erklärt.

Alle Supraleiter zeigen einen vollständigen Meißner-Ochsenfeld-Effekt, solange die Temperatur die ''[[Sprungtemperatur|kritische Temperatur]]'' <math>T_\mathrm{c}</math> nicht überschreitet und das von außen angelegte Magnetfeld unterhalb einer ''kritischen [[magnetischeMagnetische Feldstärke|Feldstärke]]'' <math>H_\mathrm{c}</math> bleibt. Wegen der vollständigen Feldverdrängung spricht man auch von perfekten [[Diamagnetismus|Diamagneten]]. Supraleiter zweiter Art zeigen oberhalb einer kritischen Feldstärke <math>H_\mathrm{c1}</math> nur noch einen unvollständigen Meißner-Ochsenfeld-Effekt: in dieser sogenannten [[Lew Wassiljewitsch Schubnikow|Schubnikow]]-Phase<ref>{{Literatur |Autor=Reinhard Strehlow |Titel=Grundzüge der Physik: Für Naturwissenschaftler und Ingenieure |Verlag=Springer |Datum=2013 |ISBN=3-322-80283-3 |Seiten=360 |Online={{Google Buch |BuchID=5twhBgAAQBAJ |Seite=360}}}}</ref> durchdringt das Magnetfeld den Supraleiter innerhalb dünner Röhren, sogenannter [[Flussschlauch|Flussschläuche]], die sich in einem gleichseitigen [[Gitter (Geometrie)#Dreiecksgitter|Dreiecksgitter]] anordnen. In dieser Phase ist der Supraleiter kein perfekter Diamagnet mehr; supraleitend ist er aber nach wie vor.

Die Grenzfläche sei durch die Ebene <math>x = 0</math> approximiert. Links von der Grenzfläche, d.&nbsp;h. für <math>x < 0</math>, befinde sich normalleitendes Material und ein homogenes, vertikales Magnetfeld B<submath>zB_z</submath>. Rechts von der Grenzfläche., d.&nbsp;h. für <math>x > 0</math>, sei das Material supraleitend. Dann fließen entlang der Grenzfläche, in einer sehr dünnen '''Oberflächenschicht''' der Breite &<math>\lambda;</math> („Eindringtiefe“), deren genaue Ausdehnung ebenfalls berechnet werden kann, von vorn nach hinten gerichtete '''Supraströme''' j<submath>yj_y</submath>. Diese erzeugen nach der „[[Korkenzieherregel|Rechte-Hand-Regel]]“ ein vertikal nach unten gerichtetes Magnetfeld, welches das vertikal nach oben gerichtete externe Magnetfeld B_z zwecks Minimierung der Feldenergie genau kompensiert.

Im Supraleiter ist also -&nbsp;abgesehen von der erwähnten Oberflächenschicht der Breite &<math>\lambda;</math>&nbsp;- überall <math>B = 0</math>.

* {{Literatur |Autor=Walther Meißner, Robert Ochsenfeld |Titel=Ein neuer Effekt bei Eintritt der Supraleitfähigkeit |Sammelwerk=Naturwissenschaften |Band=21 |Nummer=44 |JahrDatum=1933 |Seiten=787–788 |DOI=10.1007/BF01504252}}

* [[Horst Stöcker]]: ''Taschenbuch der Physik.'' 4. Auflage,. Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.

<references />

{{Commons|Meissner effect|Meißner-Ochsenfeld-Effekt|audio=0|video=1}}