Gren+Ireson

超導(dǎo)電性現(xiàn)象最早是由荷蘭物理學(xué)家Onnes發(fā)現(xiàn)的，他在1911年研究低溫下金屬電阻隨溫度的變化規(guī)律時(shí)，觀測(cè)到在液氦溫度下水銀的電阻下降為零。20年之后，1933年Meissner發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體是一個(gè)完美的抗磁體，使超導(dǎo)的研究取得了下一個(gè)突破性進(jìn)展。但是直到1957年，超導(dǎo)的微觀解釋才由Badeen、Cooper和Schrieffer（BCS）給出。人們開始認(rèn)識(shí)到超導(dǎo)電性是一種量子現(xiàn)象。與此同時(shí)，超導(dǎo)體在物理學(xué)各前沿領(lǐng)域和醫(yī)療、電力、交通等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的和引人注目的應(yīng)用和發(fā)展。

迄今可以見到的關(guān)于超導(dǎo)的高、中、低各種水平的書籍已經(jīng)出版了許多。但這里介紹的2012年出版的新書，是一部風(fēng)格比較獨(dú)特很值得一讀的精品。作為一位從事超導(dǎo)研究幾十年的專家，本著手腦并用的教學(xué)理念，作者力求寫一本給大學(xué)生用的介紹超導(dǎo)電性的簡(jiǎn)易教材，希望學(xué)生們一邊學(xué)習(xí)，一邊實(shí)踐。動(dòng)腦筋地（mindson ）參與一些實(shí)驗(yàn)的研究活動(dòng)，幫助學(xué)生在觀察中思考、對(duì)研究結(jié)果做出猜測(cè)、為小的研究項(xiàng)目制定計(jì)劃、對(duì)變量進(jìn)行選擇和控制、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，從而理解科學(xué)家獲取超導(dǎo)電性經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的方法，同時(shí)讓學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)既會(huì)動(dòng)腦又會(huì)動(dòng)手的實(shí)用技巧。

本書基于作者過(guò)去幾十年參與4個(gè)泛歐洲超導(dǎo)相關(guān)的研究項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程設(shè)計(jì)和物理專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)師生講課講義基礎(chǔ)上撰寫。工程設(shè)計(jì)和物理專業(yè)的大學(xué)生和那些準(zhǔn)備爭(zhēng)取獲得從事大學(xué)生或研究生教學(xué)資質(zhì)的一些進(jìn)修物理教師講授超導(dǎo)課程的基礎(chǔ)上撰寫的。本書對(duì)于讀者的數(shù)學(xué)與物理知識(shí)背景的要求不高，盡量采用一些簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)工具（不超過(guò)初等微積分知識(shí)），通俗易懂地闡述超導(dǎo)電性的發(fā)展簡(jiǎn)史和基本概念和原理。

本書的特點(diǎn)內(nèi)容全面而敘述簡(jiǎn)明，可以稱作是真正導(dǎo)論性的。另一個(gè)突出的特點(diǎn)是在課文敘述過(guò)程中的適當(dāng)?shù)胤?，插入了一些類似于練?xí)題性質(zhì)的小實(shí)驗(yàn)作業(yè)，作者稱之為“研究”活動(dòng)（正如本書的副題所指的 ：一種研究方法， An Investigative Approach），可作為教師演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)室練習(xí)。作者認(rèn)為研究，特別是對(duì)于實(shí)際問(wèn)題的研究在發(fā)展對(duì)現(xiàn)象的理解方面至關(guān)重要，希望讀者有機(jī)會(huì)試一試，哪怕選擇其中一部分。所有的這些材料都被作者和他的同事們?cè)O(shè)計(jì)而且測(cè)試過(guò)了，旨在以盡可能低的成本，提供給更廣發(fā)的讀者使用。

全書內(nèi)容分成5個(gè)部分共15章。第1部分 導(dǎo)論，含第1-2章：1. 金屬的電阻率和電導(dǎo)率；2. 超導(dǎo)電性簡(jiǎn)史。第2部分 超導(dǎo)電性，含第3-8章：3. 超導(dǎo)電性的一種解釋？4. MeissnerOchsenfeld 效應(yīng)；5. 抗磁效應(yīng)；6. 持續(xù)電流；7. I型和II型超導(dǎo)體； 8. 磁通鎖住。第3部分 超導(dǎo)材料，含第9-11章：9. 低溫超導(dǎo)體； 10. 有機(jī)超導(dǎo)體；11. 高溫超導(dǎo)體。第4部分 應(yīng)用，含第12-15章：12. 超導(dǎo)線材； 13. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)；14. 歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)； 15. 磁懸浮列車。第5部分含6個(gè)附錄，分別介紹了BCS理論、通量貫穿、Jusephson 效應(yīng)和SQUID（超導(dǎo)量子干涉器件）、磁共振成像和超流。補(bǔ)充了一些深一點(diǎn)的物理和數(shù)學(xué)知識(shí)。最后一個(gè)附錄是關(guān)于使用液氦時(shí)需要注意的安全措施，主要是為課文中建議的一些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)作為指導(dǎo)。

本書可以作為大學(xué)物理與非物理專業(yè)師生學(xué)習(xí)超導(dǎo)電性的很好的教材。也可以為本科高年級(jí)學(xué)生以及研究生攻讀更高級(jí)的凝聚態(tài)課程做準(zhǔn)備選用的參考書。

丁亦兵，教授

（中國(guó)科學(xué)院大學(xué)）endprint