超导现象的发现及其重要性

19世纪，由于对物质导电的认识有了一定的进步，导电规律已建立了欧姆定律、基尔霍夫定律、电阻定律等，但关于物质导电的机理则没有多少认识，这也成为科学家要研究的非常重要的问题。

1882年，卡末林·昂内斯成为莱顿大学物理系教授，他把实验室的全部研究工作都确定在低温上。卡末林·昂内斯的目标不仅在于获得了更低的温度，实现气体的液化和凝固，他更注意探讨在极低温条件下物质的各种特性。1911年，卡末林·昂内斯将兴趣转移到了在低温下对物质性质的研究上。

1911年2月，卡末林·昂内斯用铂丝作测试样品，测量电阻靠惠斯通电桥。测出的铂电阻先是随温度下降，但是到液氦温度（4.3开）以下时，电阻的变化却出现了平缓。这是第一次观察到的超导电现象。于是卡末林—昂内斯和他的学生克莱在1908年发表论文讨论了这一现象。他们认为，这是杂质对铂电阻产生的影响，致使铂电阻与温度无关；如果金属纯粹到没有杂质，它的电阻应该缓慢地向零趋近。

为了检验自己的判断是否正确，卡末林·昂内斯寄希望于比铂和金更纯的水银。从技术上讲，水银是当时能够达到最高纯度的金属，采用连续蒸馏法可以较为容易地做到这一点。

1911年，卡末林·昂内斯让他的助手霍耳斯特进行这项实验。水银样品浸于氦恒温槽中，以恒定电流流经样品，并测量样品两端的电位差。出乎他们的预料，当温度降至氦的沸点（4.2开）以下时，电位差突然降到了零。卡末林·昂内斯在1911年4月28日宣布了这一发现。此时他还没有看出这一现象的普遍意义，仅仅认为是只与水银有关的特殊现象。(www.xing528.com)

1913年，卡末林·昂内斯又发现了锡在3.8开电阻突降为零的现象，随后发现铅也有类似效应。卡末林·昂内斯宣称，这些材料在低温下“进入了一种新的状态，这种状态具有特殊的电学性质”。“超导”一词就是卡末林·昂内斯对这一现象的称谓。1913年9月，在华盛顿召开第3届国际制冷会议，昂内斯在会上正式提出了“超导态”的概念。

这是一项非同寻常的发现！它不仅预示着电力工业的美妙发展前景——可以大大提高发电效率，还可以为人们利用这种超导电性制造超导电机、超导磁铁和超导电缆等，为电气工业技术开辟了广阔的天地。

1920年以后，卡末林·昂内斯又重新开始研究氦，并且揭示出：在绝对温标2.2开时，这种气体的密度最大。可惜的是，他虽然在有生之年注意到氦在这一温度下的一些异常特性，但在逝世之前，没有能够完成这项工作，也没有宣布他发现的这一现象，这一特性后来被称为超流性。物质的超流性也像物质的超导性一样神奇。