在临界温度以下，超导体处于超导状态，在晶格上的原子的振动大大减弱了，原来毫无秩序的自由电子都结成有秩序的电子对了。这时，秩序井然的电子对就很容易滑过晶格空间，变得畅通无阻。因此，电阻消失了。

我们知道，电子都带有负电荷，它们应该同性相斥，为什么会成对活动，结合成有秩序的电子对呢？原来，在电子之间除了静电斥力之外，还存在一种通过晶格振动的间接作用而引起的吸引力。当温度下降到临界温度的时候，电子间的吸引力便大于静电吸力，所以就会结成电子对了。

需要说明的是，这种超导电性仅仅是对直流电而言的。在交流电（电磁波）的情况下，超导体就不再具有超导电性，而会出现交流损耗。

超导电现象不仅有趣，更重要的是它将使电工技术和若干科学技术领域发生重大变革。

我们知道，一般发电机发电是根据电磁感应原理。当金属导线（电枢）在磁场中作切割磁力线的运动的时候，将产生感应电动势。如果把导线连接成一个电路，就会有电能输出。要大幅度增大发电机的输出功率，有两个严重的障碍：由于导线内存在电阻，通过的电流越大，发热越厉害，导致耗能剧增，也影响发电机的正常工作；此外，产生磁场的电磁体导线也存在电阻，因此，通过增大电流来增大所产生的磁场强度，同样会碰到严重的发热和能耗问题。磁场强度提不高，电枢导线内的电流又不能过多，所以限制了发电机的输出功率进一步增大。

如果采用超导体材料，发电机的磁场强度就可以提高5～15倍，电流密度可以高于104安培／平方厘米，这样，发电机的输出功率一下子可以提高几十倍，甚至上百倍；或者使发电机体积大大减小，发电成本也大大减少。例如，已建成的一台五千千瓦超导发电机，与同样输出功率的普通发电机相比，体积缩小百分之八十以上，能耗减少了三分之二。

据统计，目前世界上的电能，大约有四分之一在输电线路上白白地损耗掉了。如果用超导体材料做成超导电缆，那么，由于电阻引起的这个巨大的能量损失就可杜绝，这等于目前世界的总发电量一下子增加了百分之二十五。

电厂经常碰到的一个伤脑筋的问题是，在一天内要求供应的电量很不均衡。白天，供不应求；晚上呢，往往又用不掉。如果用超导体材料做成超导贮能器，这个问题就可解决了。电用不完的时候，放在超导贮能器存起来，电能一点也不会损耗，要用电的时候，随时可以把它引出来。

当然，广泛采用超导体材料也不那么容易，因为现在发现的那么多超导体材料，临界温度都非常低，在电力工业上应用成本太高。因此，科学家们正在艰辛地研究临界温度比较高的超导体。例如，有人正在作这样的探索：把气态的氢气在-260℃的低温下凝成固态，然后把它放在一百万到二百万个大气压的高压下挤压，使它变成金属氢。这种金属氢就是理想的室温超导体。如果研究成功了，超导体就可以得到广泛的应用，许多科技领域，特别是电力工业技术将会出现重大的突破。在上世纪末，全世界的物理学家在探索新超导材料方面，取得突破性的进展，发现超导材料不一定要使用金属(或合金)，并制出比绝对零度高得多的超导材料，科学家们估计，很可能在二十一世纪就能制造出室温下的超导材料。——编者

挡住磁力线的“盾牌”

在发现超导电现象22年以后，到了1933年，发现了超导体的另一个奇妙的特性——完全抗磁性。首先发现完全抗磁性的是荷兰的低温物理学家迈斯纳和奥森费尔德，因此完全抗磁性又称为迈斯纳效应。

什么叫完全抗磁性呢？咱们先来观察一个实验。如果我们把一个实心的铅球，放进一个均匀的磁场里，磁场的磁力线当然会均匀地穿透过铅球这个金属导体的。但是，如果我们把铅球的温度，一旦降到临界温度以下，使它变成超导体，那么，一种奇特的现象出现了。铅球仿佛是个“盾牌”似的，挡住了磁力线的穿透，磁力线只得从铅球四周绕着过去。这种性质，就叫做超导体的完全抗磁性。

磁力线碰到超导体，就像光线碰到镜子那样，会被全部反射掉，所以人们又把这种现象称为磁镜效应。

有人利用超导体的这个特性，还做了一个非常有趣的实验。用超导体材料做一只碗，里面放进一块磁铁。当把碗逐渐冷却到临界温度以下，碗里的磁铁忽然从碗底向上飘了起来，悬浮在碗的上部，像一只无形的手托着它似的。这只无形的手就是磁铁自己的磁力线。磁力线被具有完全抗磁性的铅碗挡了回来，于是便把磁铁悬浮起来了。

为什么铅碗变成超导体以后，能阻挡磁力线的穿透呢？