comportement dynamique des supraconducteurs

[melchisedec]

dans un conducteur parcouru par un courant les électrons vont dans un sens et les ions ont tendance à aller dans l'autre sens contrarié par le vent d'électrons qu'ils se prennent en pleine figure (effet joule) donc globalement, le courant n'a pas d'action dynamique (mouvement) sur le conducteur. Est-ce le cas dans un supraconducteur si il n'y a pas de "frictions" avec les électrons ?

[Karibou Blanc]

Salut,

J'ai du mal à comprendre le sens de ta question. Es-tu familier avec la théorie des bandes et le modèle des électrons faiblement liés ?

Dans un supraconducteur, il y nécessairement intéractions entre les électrons, puisqu'il faut les apparier afin de pouvoir les condenser tous dans le même état. Pour les supra à basse température critique, cette intéraction se fait via les ions du réseau (c'est la théorie BCS). Pour les supra à haute température critique (ie > 80K), le phénomène est différent et n'est pas encore réellement compris aujourd'hui mais l'intéraction serait magnétique cela ne fait plus de doute.

[j.yves]

dans un conducteur parcouru par un courant les électrons vont dans un sens et les ions ont tendance à aller dans l'autre sens

Attention, çà c'est pour les électrolytes en solution pas pour les conducteurs!! dans un conducteur il n'y a que les électrons qui bougent, et rien qui va en sens inverse.

[j.yves]

donc globalement, le courant n'a pas d'action dynamique (mouvement) sur le conducteur.

Est-ce que tu veux dire que le conducteur ne "bouge" pas même lorsqu'il est parcouru par un courant? Mais les électrons dedans, ils sont bien en mouvement, donc je ne comprends pas ce que tu veux dire.

[melchisedec]

Salut,

J'ai du mal à comprendre le sens de ta question. Es-tu familier avec la théorie des bandes et le modèle des électrons faiblement liés ?

Dans un supraconducteur, il y nécessairement intéractions entre les électrons, puisqu'il faut les apparier afin de pouvoir les condenser tous dans le même état. Pour les supra à basse température critique, cette intéraction se fait via les ions du réseau (c'est la théorie BCS). Pour les supra à haute température critique (ie > 80K), le phénomène est différent et n'est pas encore réellement compris aujourd'hui mais l'intéraction serait magnétique cela ne fait plus de doute.

Je reprécise ma question :

Je connais la théorie BCS. Dans un supra, les électrons sont synchro et ne forment plus qu'une seule entité et sont également synchro avec les ions en les faisant vibrer (phonons) de sorte que c'est l'attraction fugitive d'un ion en position attractive vis à vis d'un des électrons de la paire qui permet d'associer les électrons en paire malgré leur interaction répulsive. Mais puisque le réseau ne joue plus le rôle d'un écran vis à vis des électrons (effet joule) mais au contraire donne aux électrons une vitesse beaucoup plus grande que dans un conducteur, ne devrait-on pas s'attendre qu'en retour le réseau d'ions ait une impulsion en sens inverse, c'est à dire tout le supra lui même (à l'exception des électrons bien sûr) ?

[Karibou Blanc]

mais au contraire donne aux électrons une vitesse beaucoup plus grande que dans un conducteur,

Or c'est faux, la vitesse des paires électrons supra est toujours de l'ordre de la vitesse de Fermi. Dans un supra la conduction n'est pas meilleure parce que les électrons font plus vite mais parce qu'ils forment un condensat cohérent d'électron, c'est l'équivalent des photons dans un laser.

ne devrait-on pas s'attendre qu'en retour le réseau d'ions ait une impulsion en sens inverse

Euh, oui en principe mais quand tu regardes les ordres de grandeurs... L'impulsion suplémentaires des électrons lorsqu'un champ est appliqué est rididuleusement faible devant celle nécessaire au déplacement de l'énorme masse du réseau

[melchisedec]

Euh, oui en principe mais quand tu regardes les ordres de grandeurs... L'impulsion suplémentaires des électrons lorsqu'un champ est appliqué est rididuleusement faible devant celle nécessaire au déplacement de l'énorme masse du réseau

C'est pourtant le mouvement d'électrons de masse ridicule qui mobilise tout un conducteur dans la force de Laplace, me semble t'il ?

[Karibou Blanc]

Salut,

C'est pourtant le mouvement d'électrons de masse ridicule qui mobilise tout un conducteur dans la force de Laplace, me semble t'il ?

Je ne comprends pas ce que tu veux dire par mobiliser un conducteur dans une force...
Ce que je voulais plus haut, c'était que la quantité de mouvement des électrons est totalement négligeable devant celle du réseau à cause de la très faible masse de l'électron. Après je n'ai jamais dit que l'effet électrodynamique (qui fait intervenir la charge et non la masse) était négligeable bien au contraire.
Je ne sais pas si est sur la même longueur d'onde

[melchisedec]

Je voulais dire que lorqu'on soumet un conducteur parcouru par un courant d'électrons, à un champ magnétique, ce dernier dévie de leur trajectoire les électrons et la déviation du courant d'électrons dans le conducteur est bien à l'origine du mouvement de l'ensemble du conducteur, où je me trompe ?

Maintenant, dans un supraconducteur, le mouvement des électrons a bien une origine électrodynamique, c'est donc bien la charge électrique qui travaille, je serais donc tenté de penser que le réseau ionique tout entier doit prendre une impulsion non négligeable auquel cas on aurait là un moteur électrique très simple d'un rendement maximal.

[Karibou Blanc]

la déviation du courant d'électrons dans le conducteur est bien à l'origine du mouvement de l'ensemble du conducteur, où je me trompe ?

Là, tu parles de l'effet Hall. Mais je ne comprends pas pourquoi tu voudrais que l'ensemble du conducteur se déplace. L'effet du champ magnétique est simplement de dévier les électrons et ainsi de créer une tension perpendiculairement à leur trajectoire initiale. Non franchement, je ne vois pas pourquoi le conducteur se déplacerait. Peut-être as tu été tenté de dire la force de Laplace s'appliquait au ions du réseau. Mais si ton champs est constant, et tes ions immobiles, il ne se passera rien, mise à part l'aimantation du matériau.

le réseau ionique tout entier doit prendre une impulsion non négligeable

Là dessus, je t'ai déjà répondu. En supposant que l'impulsion est conservée, celle que recevrait le réseau serait négligeable (p=mv) puisque la masse du réseau est beaucoup plus grande que celle de tes électrons.
Qu'on soit dans un supra ou un conducteur normale, l'impulsion des électrons est sensiblement du même ordre de grandeur, puisque la vitesse est toujours de l'ordre de celle de Fermi.

[melchisedec]

Là, tu parles de l'effet Hall. Mais je ne comprends pas pourquoi tu voudrais que l'ensemble du conducteur se déplace. L'effet du champ magnétique est simplement de dévier les électrons et ainsi de créer une tension perpendiculairement à leur trajectoire initiale. Non franchement, je ne vois pas pourquoi le conducteur se déplacerait. Peut-être as tu été tenté de dire la force de Laplace s'appliquait au ions du réseau. Mais si ton champs est constant, et tes ions immobiles, il ne se passera rien, mise à part l'aimantation du matériau.
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Alors prenons le problème à l'envers . Il existe bien une expérience dans laquelle une barre conductrice non fixée et posée sur 2 rails eux même conducteurs (et parcourus par un courant) plongée dans un champ magnétique perpendiculaire se met à bouger, je n'ai pas rêvé je l'ai vu faire quand j'étais à l'école. Qu'est-ce qui microscopiquement est à l'origine de ce mouvement ?

[j.yves]

Qu'est-ce qui microscopiquement est à l'origine de ce mouvement ?

Ben c'est le mouvement des electrons de conduction! L'origine microscopique de la force de Laplace c'est la force de Lorentz.

Et les ions subissent bien une force electrique de sens contraire aux electrons mais ils ne bougent pas donc pas de force de Lorentz pour eux.

[melchisedec]

Ben c'est le mouvement des electrons de conduction! L'origine microscopique de la force de Laplace c'est la force de Lorentz.

Et les ions subissent bien une force electrique de sens contraire aux electrons mais ils ne bougent pas donc pas de force de Lorentz pour eux.

AH BON LES IONS NE BOUGENT PAS ......ET LE MOUVEMENT ENTIER DU CONDUCTEUR CA N'EST PAS UN MOUVEMENT ? comment des électrons aussi petits peuvent-ils faire bouger tout un conducteur ?

[melchisedec]

Or c'est faux, la vitesse des paires électrons supra est toujours de l'ordre de la vitesse de Fermi. Dans un supra la conduction n'est pas meilleure parce que les électrons font plus vite mais parce qu'ils forment un condensat cohérent d'électron, c'est l'équivalent des photons dans un laser.

De quel ordre est la vitesse de Fermi ?

[j.yves]

AH BON LES IONS NE BOUGENT PAS ......ET LE MOUVEMENT ENTIER DU CONDUCTEUR CA N'EST PAS UN MOUVEMENT ? comment des électrons aussi petits peuvent-ils faire bouger tout un conducteur ?

Ah pardon... je croyais qu'on s'interessait a un circuit immobile. Je crois que je vais relire toute la discussion...