Wat is die Hall-effek

As jy 'n persoon vertroud is met die fisika op die vlak van 'n basiese kennis van wat 'n Hall-effek en waar dit toegepas word, kan jy nie 'n antwoord te kry vra. Verbasend, in die realiteite van die moderne wêreld dit gebeur nogal dikwels. Trouens, die Hall-effek gebruik word in baie elektriese toestelle. Byvoorbeeld, een keer 'n gewilde rekenaar diskette dryf bepaal die aanvanklike posisie van die motor met behulp van die Hall kragopwekkers. Toepaslike sensors is "verskuif" en in die skema van die moderne dryf vir CD's (beide CD en DVD). Verder aansoeke sluit nie net verskeie meetinstrumente, maar selfs elektriese kragopwekkers gebaseer op transformasie van hitte na die stroom van gelaaide deeltjies deur 'n magnetiese veld (MHD).

Edwin Herbert Hall in 1879 jaar, die uitvoer van eksperimente met 'n geleidende plate, baldadig gevind met die eerste oogopslag, potensiële voorkoms van 'n verskynsel (stres) in die interaksie van die elektriese stroom en magnetiese veld. Maar eerste dinge eerste.

Kom ons doen 'n bietjie gedink eksperiment: neem 'n metaalplaat en daar deurgaan nie elektriese stroom. Volgende, plaas dit in 'n eksterne magneetveld sodat die lyne van veldsterkte loodreg is gerig op die vlak van die geleidende plate. As gevolg hiervan, die gesigte (oor die rigting van die huidige), 'n potensiaalverskil. Dit is die Hall-effek. Die rede vir die voorkoms daarvan is bekend Lorentz krag.

Daar is 'n manier om die waarde van die gevolglike spanning (soms genoem Hall potensiaal) te bepaal. Die algemene uitdrukking in die vorm:

Uh = Eh * H,

waar H - die plaat dikte; Eh - sterkte van die eksterne veld.

Sedert die potensiaal is te danke aan herverdeling van ladingdraers in die dirigent, is dit beperk (die proses nie onbepaald voortgaan). Laterale beweging van die aanklag sal stop op die oomblik wanneer die waarde van die Lorentz krag (F = q * v * B) om opposisie q * Eh (q - lading) gelyk.

Sedert die stroomdigtheid J is gelyk aan die produk van ladingsdigtheid, hul spoed en die individuele waardes van q, dit wil sê

J = n * Q * v,

onderskeidelik,

v = J / (q * n).

Vandaar (koppel formule met intensiteit):

Eh = B * (J / (q * n)).

Meng al die bogenoemde en bepaal die potensiaal van die saal deur die waarde van die heffing:

Uh = (J * B * H) / n * q).

Hall-effek dui daarop dat soms in metale nie waargeneem elektron en gat geleiding. Byvoorbeeld, dit is kadmium, berillium, en sink. Studeer Hall-effek in halfgeleiers, was daar geen twyfel dat die ladingdraers - die "gat". Maar, soos reeds aangedui, is dit ook van toepassing op metale. Daar is geglo dat wanneer die lading verspreiding (vorming van die saal gebou) algemene vektor is wat gevorm word deur elektrone (negatiewe teken). Maar dit blyk dat die veldstroom nie elektrone nie te skep. In die praktyk is hierdie eiendom gebruik word om die digtheid van ladingdraers bepaal in die half materiaal.

Nie minder bekend is kwantum Hall-effek (1982). Dit verteenwoordig een van die eienskappe van twee-dimensionele elektron gas geleiding (die deeltjies is vry om te beweeg in net twee rigtings) onder die voorwaardes van 'n baie lae temperature en hoë eksterne magnetiese velde. die bestaan van "fragmentasie" ontdek in die bestudering van die effek. Daar was 'n indruk dat die aanklag nie gevorm word by 'n enkele draers (1 + 1 + 1), en die komponente van (1 + 1 + 0.5). Maar dit blyk dat daar geen wette is gebreek. In ooreenstemming met Pauli beginsel, om elke elektron in 'n magneetveld geskep 'n soort van strale van die draaikolk vloei. Met 'n toenemende intensiteit veld situasie ontstaan wanneer ooreenstem met "= een een elektron draaikolk" ophou om tevrede te wees. Elke deeltjie verskeie kwanta van magnetiese vloed. Hierdie nuwe deeltjies is juis die oorsaak van 'n breukdeel gevolg wanneer die Hall-effek.