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{{NoteTA|G1=物理學}}

'''西尔斯比效应'''（{{lang-en|Silsbee effect}}），或西尔斯比定则（Silsbee rule），是弗朗西斯·B·西尔斯比（Francis B. Silsbee）在1916年发表的一个关于[[超导]]的结论<ref>{{cite journal|last1=Silsbee|first1=Francis B|title=A note on electrical conduction in metals at low temperatures|journal=Journal of the Washington Academy of Sciences|date=1916|volume=6|issue=17|pages=597–602|url=http://www.jstor.org/stable/24521242|accessdate=2018-05-01|archive-date=2020-06-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20200604175150/https://www.jstor.org/stable/24521242|dead-url=no}}</ref>：对于[[第一类超导体]]，超导临界[[电流]]在超导体表面产生的[[磁场|磁场强度]]等于超导临界磁场<ref name="FundofMetal">{{cite book|author1=A.A. Abrikosov|coauthors=Beknazarov|title=Fundamentals of the theory of metals|date=1988|publisher=North-Holland|location=Amsterdam|isbn=0444870946|pages=316|url=https://books.google.com/books?id=SM02DwAAQBAJ|accessdate=2018-01-19|archive-date=2019-05-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20190502083009/https://books.google.com/books?id=SM02DwAAQBAJ|dead-url=no}}</ref>。大于临界值的磁场会破坏超导态；大于临界值的电流也会破坏超导体的超导状态。临界电流的大小取决于材料的种类以及几何形状（对于截面半径为1毫米的导线，临界电流可达100[[安培]]）<ref>{{cite book|last1=Mermin|first1=Neil W. Ashcroft, N. David|title=Solid state physics|date=1977|publisher=Holt, Rinehart and Winston|location=New York|isbn=0030839939|page=730|edition=27. repr.|accessdate=2018-05-01}}</ref>。

== 导线中的西尔斯比效应 ==
[[File:Silsbee.svg|缩略图|临界半径 <math>r_c</math> 关于温度的函数图像。]]
[[邁斯納效應]]效应的研究中发现，对超导体施加过强的磁场会破坏超导态；能够施加的最大磁场被称作超导临界磁场 <math>H_c</math>。实验中测得超导临界磁场与温度有如下关系<ref name = "Tinkham">{{cite book|last1=Tinkham|first1=Michael|title=Introduction to superconductivity|url=https://archive.org/details/introductiontosu0000tink_d8g1_2ed|date=2004|publisher=Dover Publications|location=Mineola, NY|isbn=0486435032|edition=2nd ed.}}</ref>：
:<math>H_c(T)=H_{c0}\left(1-\left(\frac{T}{T_c}\right)^2\right)</math>

其中 <math>H_{c0}</math> 表示[[绝对零度]]时的临界磁场。

根据西尔斯比定则，临界磁场的大小等于临界电流所产生的磁场大小，即 <math>H_{c}=I_c/2\pi r_c</math>（[[安培定律]]）。因此，导线截面的临界半径为
:<math>r_c=\frac{I_c}{2\pi H_{c0}\left(1-\left(\frac{T}{T_c}\right)^2\right)}</math>

如右图所示，若电流为定值，升温会导致临界半径也随之增大，需要截面半径更大的导线维持超导状态{{#tag:ref|结论仅适用于第一类超导体；在[[第二类超导体]]中，超导电流可以通过涡旋的形式存在于超导体内部，而第一类超导体的超导电流必须存在于外部表面。|group="注"}}。

[[CGS制]]下的临界[[电流密度]]可以表示为：
:<math>J_c=\frac{c}{4\pi}\frac{H_c}{\lambda}</math>

其中 <math>\lambda</math> 表示超导体的表面厚度。代入 <math>H_c</math> = 500 Oe 和 <math>\lambda</math> = 500 Å 可得大约 10<sup>8</sup> A/cm<sup>2</sup> 数量级的电流密度<ref name = "Tinkham"/>。

== 参见 ==
* [[第一类超导体]]
* [[邁斯納效應]]

== 注释 ==
{{Reflist|group="注"}}

== 参考资料 ==
{{reflist}}
[[Category:超导]]