Propõe-se um roteiro para a demonstração do fenômeno da supercondutividade através da experiência de levitação de um ímã repelido por uma amostra de YBa 2 Cu 3 O 7 . A experiência é baseada na manifestação do efeito Meissner, característico de um material no estado supercondutor sob a ação de um campo magnético. A demonstração não requer grande investimento contribuindo com a introdução de tópicos de Física contemporânea na atualização dos currículos. Discute-se a base dos conceitos físicos da supercondutividade envolvidos na levitação do magneto. Ao final é apresentado no apêndice a descrição dos processos envolvidos na fabricação e tratamento térmico de uma amostra do material cerâmico supercondutor de alta temperatura crítica YBa 2 Cu 3 O 7 (T c~9 2 K). Palavras-chave: ensino de Física, experimentação, levitação magnética, supercondutividade.The aim of this paper is to propose an outline to demonstrate the phenomenon of superconductivity by means of a levitation experiment of a magnet, repelled by a sample of YBa 2 Cu 3 O 7 . The experiment is based on the evidence of the Meissner effect, a characteristic property of a superconducting material under the action of magnetic fields. This demonstration of the levitation phenomenon does not imply large expenditures. It helps to introduce contents of the contemporary physics that leads to update curriculum. The main physical concepts involved in the levitation of a magnet and the phenomenon of superconductivity are both discussed here. Finally, the appendix describes the procedures involved in the preparation and thermal treatment of a sample of the ceramic high critical temperature superconducting material YBa 2 Cu 3 O 7 (T c~9 2 K). Keywords: Physics teaching, experimentation, magnetic levitation, superconductivity.
IntroduçãoO fenômeno da supercondutividade foi descoberto [1] em 1911 pelo físico holandês Heike Kammerlingh Onnes, três anos após sua façanha de liquefação do gás hélio que ocorre na temperatura de 4,2 K. Onnes observou que a resistência elétrica de uma amostra de mercúrio desaparecia completamente em temperaturas inferiores a 4 K. Desde sua descoberta, a supercondutividade despertou grande interesse no mundo científico acadêmico e tecnológico. Essa importância pode ser medida pelo número de quatro prêmios Nobel concedidos aos pesquisadores que atuaram brilhantemente na área. Num material supercondutor as cargas elétricas negativas podem fluir livremente sem haver perdas de energia por calor, caracterizando a ausência do efeito Joule. Outra manifestação característica de um supercondutor é o efeito Meissner que consiste na exclusão do fluxo magnético de dentro do material.O problema com o desenvolvimento tecnológico da supercondutividade tem sido sempre as baixas temperaturas necessárias para mantê-la. Contudo, a partir de 1986, novos materiais cerâmicos supercondutores [2], baseados em óxidos de cobre, foram descobertos. Estes materiais possuem temperaturas de transição para o estado supercondutor consideravelmente mais altas que as dos superconduto...