IM2661 Supraledning och tillämpningar 6,0 hp

Superconductivity and Applications

Kursomgång och genomförande

Kursomgångar saknas för tidigare och kommande terminer, samt för innevarande termin.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

  • Egenskaper hos supraledare, Meissnereffekt, god ledare och perfekta ledare.
  • Londons teori för supraledare.
  • Termodynamik för supraledare, typ-I och typ-II supraledare.
  • Vortexar i typ-II supraledare, vortexgitter, energin hos vortexar, modifierad Londons teori, krafter på vortexar, energiförluster, Beans modell.
  • Josephsonövegångar, kvantinterferometrar (SQUID:ar), korta och långa Josephsonövergångar.
  • Ginzburg-Landaus teori för supraledare.
  • Storskaliga tillämpningar (t ex magneter, energilagring, avancerade transportmedel) och elektroniktillämpningar (t.ex. SQUID-instrument, datorer, mätnormaler).

Lärandemål *

Kursen syftar till att ge studenterna fördjupade kunskaper och färdigheter inom teorin för supraledning så att de kan förstå och beskriva principen bakom olika tillämpningar av supraledare.

Efter fullgjord kurs ska studenterna kunna

  • redogöra för olika teorier för supraledning samt deras giltighetsområden
  • redogöra i detalj för skillnaderna mellan goda ledare, perfekta ledare och supraledare
  • tillämpa Londons teori, modifierad Londons teori och Ginzburg-Landaus teori för supraledning både vid härledningar av fysikaliska samband och vid numeriska beräkningar samt matematiskt motivera dessa teorier utgående från fysikaliska argument
  • förklara typ-I och typ-II supraledning utgående från termodynamiska beräkningar av Gibbs fria energi för en supraledare
  • diskutera vortexar och dess egenskaper i en supraledare både kvantitativt och kvalitativt, speciellt med avseende på energiförluster i - en supraledande tråd
  • tillämpa Beans modell för en supraledare
  • härleda ekvationerna bakom Josephsonövergångar samt relatera dessa till olika tillämpningar inom supraledande elektronik
  • beskriva olika tillämpningar av supraledare (supraledande tråd, magneter, Maglevtåg, SQUID:ar, tomografer, mätnormaler, supraledande elektronik etc).

Kursupplägg

Föreläsningar (vid färre aktiva studenter än minimiantalet, kan kursen istället komma att ges via handledda självstudier).

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

Goda kunskaper om grundläggande begrepp inom vektoranalys, såsom divergens, rotation, linjeintegraler, Gauss och Stokes satser.

Goda kunskaper om Maxwells ekvationer och grundläggande kvantfysik.

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

M. Andersson, Introduction to applied superconductivity, KTH (kompendium)

Examination och slutförande

Betygsskala *

A, B, C, D, E, FX, F

Examination *

  • INL1 - Inlämningsuppgifter, 3,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • KON1 - Kontrollskrivning, 3,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Slutligt betyg på kursen baserar sig på totalpoäng från inlämningsuppgifterna och kontrollskrivningen.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Magnus Andersson

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb IM2661

Ges av

SCI/Tillämpad fysik

Huvudområde *

Fysik

Utbildningsnivå *

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Etiskt förhållningssätt *

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Övrig information

Kursen är även valbar för doktorander inom doktorsprogrammet i fysik.

Kursen utvärderas och utvecklas i enlighet med KTH:s policy för kursanalys.

Kursen ersätts från och med HT 2017 av SK2759.