2023年超导电子学课程试卷

发布 2020-05-16 13:52:28 阅读 4244

超导电子学试题 (2012.6)

答案请在2023年8月1日12时之前交来,要求转成pdf格式,发送至许老师邮箱:逾期不交的以零分处理。

一、(共40分)解释下列名词,并回答相应的问题:

超导电子对(5分);超导弱连接(5分);约瑟夫逊效应(5分);

描述约瑟夫逊效应有哪几个基本方程?并简单解释含义 (10分);

举出在超导电子学范围内具体应用的5个例子,并简要叙述所运用的机理(15分)。

二、(30分)设超导体内的电流密度、电场强度、磁场强度和磁场穿透深度分别为和λ。

已知描述其中电动力学性质的方程式是麦克斯韦方程组和下列两个伦敦方程:

设超导体为无限大,在考虑其中沿 z 轴传播的 tm 模,

并设场分量与y 方向无关。证明超导体内的电磁场可以表示为:

试中:是任意常数,而。

三。(30分)已知约瑟夫逊结可以用以下等效电路模型(rcsj)表示,而馈至结内的直流电流是idc,结两端的电压是v。

1) (8分)写出约瑟夫逊结的耦合能、由外电源输入的能量、电容器的储能和系统的总能量;

2) (8分)系统的势能可以用来描述。令 ,作出x =0,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 的u(θ)关系曲线 (θ用θ/φ0表示) 。

3) (14分)讨论势能的极点,以及与相邻极点所对应的势能差

在小于1 但十分接近于1 时,写出与x之间的关系式。

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