1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : مواضيع عامة في الفيزياء : مواضيع اخرى :

Josephson Junction

المؤلف:  Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny

المصدر:  A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS

الجزء والصفحة:  part 2 , p 79

18-8-2016

1034

Josephson Junction

Consider superconducting metals I and II separated by a very thin insulating layer, such that that electron wave functions can overlap between the metals (Josephson junction). A battery V is connected across the junction to ensure an average charge neutrality (see Figure 1.1). This situation can be described by means of the coupled Schrodinger equations:

(i)

Here Ψ1 and Ψ2 are the probability amplitudes for an electron in I and II, U2 and U2 are the electric potential energies in I and II, K is the coupling constant due to the insulating layer, and KΨΨ*2*1 and  KΨΨ*1*2 describe the battery as a source of electrons.

a) Show that ρ1 = |Ψ1|2 and ρ2 = |Ψ2|2  are constant in time.

Figure 1.1

b) Assuming ρ1 = ρ2 = ρ0 (same metals) and expressing the probability amplitudes in the form

(ii)

find the differential equations for θ1 and θ2.

c) Show that the battery current

(iii)

oscillates, and find the frequency of these oscillations.

SOLUTION

a) Take the first of equations (i),

(1)

and its complex conjugate Ψ*1 and Ψ1 multiply them by and respectively:

(2)

(3)

Subtracting (3) from (2) yields

(4)

Similarly, from the second of (i),

(5)

b) Substituting the solutions and  into (1), we obtain the expression for θ1:

(6)

Taking (6), the analogous expression for θ2 gives

(7)

(8)

Subtracting (7) from (8), we obtain

(9)

where δ = θ2 – θ1. So

(10)

where eV = U1U2.

c) The battery current

(11)

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي