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5.7 - Eviter les confusions
-
Philippe Mangin
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Chapters in this book
- Frontmatter I
- Supraconductivité. Introduction IV
- Autres ouvrages labellisés sur des thèmes proches (chez le même éditeur) IV
- AVANT-PROPOS V
- TABLE DES MATIÈRES VII
-
Chapitre 1 - Introduction
- 1.1 - Une histoire, des hommes 1
- 1.2 - Manifestations expérimentales de la supraconductivité 2
- 1.3 - Les modèles phénoménologiques 5
- 1.4 - La théorie microscopique BCS 8
- 1.5 - Les effets tunnel 9
- 1.6 - Une grande diversité de matériaux supraconducteurs 10
- 1.7 - Des supraconducteurs non « conventionnels » 11
- 1.8 - Des applications spectaculaires 12
- 1.9 - La supraconductivité dans l’histoire des hommes 13
-
Chapitre 2 - Théorie de LONDON
- 2.1 - Les équations de MAXWELL 15
- 2.2 - Comportement attendu d’un conducteur parfait 16
- 2.3 - Supraconducteur versus conducteur parfait 22
- 2.4 - Les équations de LONDON 24
- 2.5 - Longueur de LONDON 28
- 2.6 - Application au fil supraconducteur 30
- 2.7 - Expérience d’OCHSENFELD 34
- 2.8 - Supraconducteur non simplement connexe (avec trou) 36
- 2.9 - Point de vue énergétique 38
- 2.10 - Approche de la supraconductivité par la mécanique des fluides 41
- 2.11 - Moment de LONDON 42
- 2.12 - Equation de LONDON en jauge de LONDON 46
- Complément 2A - Dérivation totale et partielle par rapport au temps 49
- Complément 2B - Propriété d’une fonction harmonique dont la composante du gradient sur la normale à la surface est nulle 50
- Complément 2C - Fonctions de BESSEL modifiées 51
-
Chapitre 3 - Equations non-locales de PIPPARD
- 3.1 - Origine des équations non-locales 53
- 3.2 - Caractère non-local dans les supraconducteurs 54
- 3.3 - Longueur de pénétration du champ magnétique 55
- 3.4 - Analyse de FOURIER des équations de PIPPARD 56
- 3.5 - Supraconducteurs « sales » 60
-
Chapitre 4 - Thermodynamique des supraconducteurs de type I
- Introduction 63
- 4.1 - Description thermodynamique 64
- 4.2 - Les variables thermodynamiques de la supraconductivité 65
- 4.3 - Les fonctions thermodynamiques de la supraconductivité 69
- 4.4 - Les données thermodynamiques 71
- 4.5 - Transition état supraconducteur - état normal 75
- Complément 4 - Les milieux magnétiques 81
-
Chapitre 5 - Etat intermédiaire des supraconducteurs de type I
- 5.1 - Critères d’apparition d’une transition S/N 91
- 5.2 - Transition S/N d’un cylindre infini 92
- 5.3 - Transition dans un échantillon de petite taille 93
- 5.4 - Effet de forme des échantillons 95
- 5.5 - Etat intermédiaire dans une sphère 98
- 5.6 - Etat intermédiaire dans une plaque mince 102
- 5.7 - Eviter les confusions 107
- 5.8 - Fil parcouru par un courant (modèle d’état intermédiaire) 107
- 5.9 - Courant critique d’un fil plongé dans un champ magnétique 112
-
Chapitre 6 - Supraconducteurs de type II
- 6.1 - Deux types de comportement magnétique 115
- 6.2 - Enthalpie libre magnétique de surface 118
- 6.3 - Filament normal dans un supraconducteur 120
- 6.4 - Enthalpie libre de surface (positive) par défaut de condensation 122
- 6.5 - Vortex et supraconducteurs de type II 126
- 6.5 - Résultats de la théorie GLAG 131
- 6.6 - Réseau de vortex 132
- 6.7 - Champ critique Hc2 136
- 6.8 - Eléments sur la structure et la dynamique des vortex 138
- 6.9 - Transport de courant dans les supraconducteurs de type II 142
- 6.10 - Lévitation en présence de vortex 144
- 6.11 - Quelques illustrations de la diversité de comportement des vortex 145
-
Chapitre 7 - Champs et courants dans les supraconducteurs de type II - Modèles d’état critique
- 7.1 - Forces subies par les vortex 153
- 7.2 - Dissipation d’énergie par déplacement de vortex 156
- 7.3 - Densité de courant critique 159
- 7.4 - Modèles d’état critique 163
- 7.5 - Modèle de BEAN 165
- 7.6 - Aimantation d'une plaquette supraconductrice de type II 169
- 7.7 - Aimantation en géométrie cylindrique (modèle de BEAN) 176
- 7.8 - Mise en évidence expérimentale des états critiques 179
- 7.9 - Transport de courant en phase de SCHUBNIKOV 180
- Complément 7A - Différents aspects de la force de LORENTZ 186
- Complément 7B - Modèle de BARDEEN-STEPHEN 194
-
Chapitre 8 - Paires de COOPER - Principaux résultats de la théorie BCS
- 8.1 - Gaz d’électrons libres 199
- 8.2 - Gaz d’électrons à deux particules 203
- 8.3 - Système de référence 207
- 8.4 - Paires de COOPER 214
- 8.5 - Eléments de la théorie BCS 218
- 8.6 - Conséquences de la structure énergétique 222
- 8.7 - Les électrons supraconducteurs et la longueur de LONDON 232
- Complément 8 - Eléments de matrices du potentiel d’interaction entre particules 234
-
Chapitre 9 - Cohérence et quantum de flux
- 9.1 - Densité de courant et équation de LONDON 235
- 9.2 - Phase de la fonction d’onde 236
- 9. 3 - Quantification du flux 237
- 9.4 - Retour sur les jauges 241
- 9. 5 - Quantification du flux : application aux vortex 242
- 9.6 - Equation de LONDON généralisée en présence de vortex 246
- 9.7 - Retour sur le moment de LONDON 247
- Complément 9 - Impulsion (généralisée) 249
-
Chapitre 10 - Effet JOSEPHSON
- 10.1 - Equations de JOSEPHSON dans une jonction SIS 253
- 10.2 - Effet JOSEPHSON continu (SIS) 256
- 10.3 - Effet JOSEPHSON alternatif 258
- 10.4 - Caractéristique « courant-tension » d’une jonction JOSEPHSON SIS 259
- 10.5 - Energie stockée dans une jonction JOSEPHSON (SIS) 273
- 10.6 - Jonction JOSEPHSON soumise à une onde électromagnétique 274
- 10.7 - Jonctions SNS et SCS 277
- 10.8 - Jonctions JOSEPHSON de type π 285
- 10.9 - Jonction JOSEPHSON : un système à grand nombre d’états 292
- Complément 10A - Résolution des équations de couplage 297
- Complément 10B - Jonction JOSEPHSON en régime suramorti 299
- Complément 10C - Jonction JOSEPHSON soumise à une tension alternative 301
-
Chapitre 11- Superconducting QUantum Interference Device « SQUID »
- 11.1 - Nature du courant SQUID 303
- 11.2 - rf-SQUID à inductance nulle 306
- 11.3 - rf-SQUID inductif 309
- 11.4 - rf-SQUID à jonction π 313
- 11.5 - SQUID inductif à une jonction : approche énergétique 314
- 11.6 - rf-SQUID à 2 jonctions JOSEPHSON de natures différentes 318
- 11.7 - Lecture du rf-SQUID 321
- 11.8 - DC-SQUID (SQUID à polarisation en courant continu) 321
-
Chapitre 12 - Jonctions JOSEPHSON sous champ magnétique
- 12.1 - Champ magnétique dans une jonction étroite 329
- 12.2 - Courant dans une jonction JOSEPHSON étroite soumise à un champ magnétique 332
- 12.3 - Jonction 0-π étroite sous champ magnétique 337
- 12.4 - Cas général d’une jonction sous champ magnétique 339
- 12.5 - Jonction JOSEPHSON large sous champ magnétique 343
- 12.6 - Transport de courant dans une jonction JOSEPHSON large 354
- 12.7 - Demi fluxon au raccordement 0-π d'une jonction JOSEPHSON hybride 358
- Complément 12 - Déphasage entre les blocs supraconducteurs au sein d’une jontion 0-π infinie 362
- Notations 365
- Ouvrages bibliographiques 371
- Index 373
Chapters in this book
- Frontmatter I
- Supraconductivité. Introduction IV
- Autres ouvrages labellisés sur des thèmes proches (chez le même éditeur) IV
- AVANT-PROPOS V
- TABLE DES MATIÈRES VII
-
Chapitre 1 - Introduction
- 1.1 - Une histoire, des hommes 1
- 1.2 - Manifestations expérimentales de la supraconductivité 2
- 1.3 - Les modèles phénoménologiques 5
- 1.4 - La théorie microscopique BCS 8
- 1.5 - Les effets tunnel 9
- 1.6 - Une grande diversité de matériaux supraconducteurs 10
- 1.7 - Des supraconducteurs non « conventionnels » 11
- 1.8 - Des applications spectaculaires 12
- 1.9 - La supraconductivité dans l’histoire des hommes 13
-
Chapitre 2 - Théorie de LONDON
- 2.1 - Les équations de MAXWELL 15
- 2.2 - Comportement attendu d’un conducteur parfait 16
- 2.3 - Supraconducteur versus conducteur parfait 22
- 2.4 - Les équations de LONDON 24
- 2.5 - Longueur de LONDON 28
- 2.6 - Application au fil supraconducteur 30
- 2.7 - Expérience d’OCHSENFELD 34
- 2.8 - Supraconducteur non simplement connexe (avec trou) 36
- 2.9 - Point de vue énergétique 38
- 2.10 - Approche de la supraconductivité par la mécanique des fluides 41
- 2.11 - Moment de LONDON 42
- 2.12 - Equation de LONDON en jauge de LONDON 46
- Complément 2A - Dérivation totale et partielle par rapport au temps 49
- Complément 2B - Propriété d’une fonction harmonique dont la composante du gradient sur la normale à la surface est nulle 50
- Complément 2C - Fonctions de BESSEL modifiées 51
-
Chapitre 3 - Equations non-locales de PIPPARD
- 3.1 - Origine des équations non-locales 53
- 3.2 - Caractère non-local dans les supraconducteurs 54
- 3.3 - Longueur de pénétration du champ magnétique 55
- 3.4 - Analyse de FOURIER des équations de PIPPARD 56
- 3.5 - Supraconducteurs « sales » 60
-
Chapitre 4 - Thermodynamique des supraconducteurs de type I
- Introduction 63
- 4.1 - Description thermodynamique 64
- 4.2 - Les variables thermodynamiques de la supraconductivité 65
- 4.3 - Les fonctions thermodynamiques de la supraconductivité 69
- 4.4 - Les données thermodynamiques 71
- 4.5 - Transition état supraconducteur - état normal 75
- Complément 4 - Les milieux magnétiques 81
-
Chapitre 5 - Etat intermédiaire des supraconducteurs de type I
- 5.1 - Critères d’apparition d’une transition S/N 91
- 5.2 - Transition S/N d’un cylindre infini 92
- 5.3 - Transition dans un échantillon de petite taille 93
- 5.4 - Effet de forme des échantillons 95
- 5.5 - Etat intermédiaire dans une sphère 98
- 5.6 - Etat intermédiaire dans une plaque mince 102
- 5.7 - Eviter les confusions 107
- 5.8 - Fil parcouru par un courant (modèle d’état intermédiaire) 107
- 5.9 - Courant critique d’un fil plongé dans un champ magnétique 112
-
Chapitre 6 - Supraconducteurs de type II
- 6.1 - Deux types de comportement magnétique 115
- 6.2 - Enthalpie libre magnétique de surface 118
- 6.3 - Filament normal dans un supraconducteur 120
- 6.4 - Enthalpie libre de surface (positive) par défaut de condensation 122
- 6.5 - Vortex et supraconducteurs de type II 126
- 6.5 - Résultats de la théorie GLAG 131
- 6.6 - Réseau de vortex 132
- 6.7 - Champ critique Hc2 136
- 6.8 - Eléments sur la structure et la dynamique des vortex 138
- 6.9 - Transport de courant dans les supraconducteurs de type II 142
- 6.10 - Lévitation en présence de vortex 144
- 6.11 - Quelques illustrations de la diversité de comportement des vortex 145
-
Chapitre 7 - Champs et courants dans les supraconducteurs de type II - Modèles d’état critique
- 7.1 - Forces subies par les vortex 153
- 7.2 - Dissipation d’énergie par déplacement de vortex 156
- 7.3 - Densité de courant critique 159
- 7.4 - Modèles d’état critique 163
- 7.5 - Modèle de BEAN 165
- 7.6 - Aimantation d'une plaquette supraconductrice de type II 169
- 7.7 - Aimantation en géométrie cylindrique (modèle de BEAN) 176
- 7.8 - Mise en évidence expérimentale des états critiques 179
- 7.9 - Transport de courant en phase de SCHUBNIKOV 180
- Complément 7A - Différents aspects de la force de LORENTZ 186
- Complément 7B - Modèle de BARDEEN-STEPHEN 194
-
Chapitre 8 - Paires de COOPER - Principaux résultats de la théorie BCS
- 8.1 - Gaz d’électrons libres 199
- 8.2 - Gaz d’électrons à deux particules 203
- 8.3 - Système de référence 207
- 8.4 - Paires de COOPER 214
- 8.5 - Eléments de la théorie BCS 218
- 8.6 - Conséquences de la structure énergétique 222
- 8.7 - Les électrons supraconducteurs et la longueur de LONDON 232
- Complément 8 - Eléments de matrices du potentiel d’interaction entre particules 234
-
Chapitre 9 - Cohérence et quantum de flux
- 9.1 - Densité de courant et équation de LONDON 235
- 9.2 - Phase de la fonction d’onde 236
- 9. 3 - Quantification du flux 237
- 9.4 - Retour sur les jauges 241
- 9. 5 - Quantification du flux : application aux vortex 242
- 9.6 - Equation de LONDON généralisée en présence de vortex 246
- 9.7 - Retour sur le moment de LONDON 247
- Complément 9 - Impulsion (généralisée) 249
-
Chapitre 10 - Effet JOSEPHSON
- 10.1 - Equations de JOSEPHSON dans une jonction SIS 253
- 10.2 - Effet JOSEPHSON continu (SIS) 256
- 10.3 - Effet JOSEPHSON alternatif 258
- 10.4 - Caractéristique « courant-tension » d’une jonction JOSEPHSON SIS 259
- 10.5 - Energie stockée dans une jonction JOSEPHSON (SIS) 273
- 10.6 - Jonction JOSEPHSON soumise à une onde électromagnétique 274
- 10.7 - Jonctions SNS et SCS 277
- 10.8 - Jonctions JOSEPHSON de type π 285
- 10.9 - Jonction JOSEPHSON : un système à grand nombre d’états 292
- Complément 10A - Résolution des équations de couplage 297
- Complément 10B - Jonction JOSEPHSON en régime suramorti 299
- Complément 10C - Jonction JOSEPHSON soumise à une tension alternative 301
-
Chapitre 11- Superconducting QUantum Interference Device « SQUID »
- 11.1 - Nature du courant SQUID 303
- 11.2 - rf-SQUID à inductance nulle 306
- 11.3 - rf-SQUID inductif 309
- 11.4 - rf-SQUID à jonction π 313
- 11.5 - SQUID inductif à une jonction : approche énergétique 314
- 11.6 - rf-SQUID à 2 jonctions JOSEPHSON de natures différentes 318
- 11.7 - Lecture du rf-SQUID 321
- 11.8 - DC-SQUID (SQUID à polarisation en courant continu) 321
-
Chapitre 12 - Jonctions JOSEPHSON sous champ magnétique
- 12.1 - Champ magnétique dans une jonction étroite 329
- 12.2 - Courant dans une jonction JOSEPHSON étroite soumise à un champ magnétique 332
- 12.3 - Jonction 0-π étroite sous champ magnétique 337
- 12.4 - Cas général d’une jonction sous champ magnétique 339
- 12.5 - Jonction JOSEPHSON large sous champ magnétique 343
- 12.6 - Transport de courant dans une jonction JOSEPHSON large 354
- 12.7 - Demi fluxon au raccordement 0-π d'une jonction JOSEPHSON hybride 358
- Complément 12 - Déphasage entre les blocs supraconducteurs au sein d’une jontion 0-π infinie 362
- Notations 365
- Ouvrages bibliographiques 371
- Index 373