Apakah kesan Hall

Jika anda bertanya kepada seseorang yang akrab dengan fizik pada tahap pengetahuan asas apa kesan Hall dan di mana ia digunakan, anda tidak boleh mendapatkan jawapan. Yang menghairankan, dalam realiti dunia moden ini berlaku agak kerap. Malah, kesan Hall digunakan dalam pelbagai peranti elektrik. Sebagai contoh, apabila komputer popular pemacu cakera liut menentukan kedudukan awal motor menggunakan penjana Hall. sensor yang sesuai "dipindahkan" dan dalam skim pemacu moden untuk CD (kedua-dua CD dan DVD). Tambahan pula, aplikasi termasuk bukan sahaja pelbagai instrumen mengukur, tetapi penjana kuasa walaupun elektrik berdasarkan transformasi haba ke aliran zarah dikenakan oleh medan magnet (MHD).

Edwin Herbert Hall pada tahun 1879 tahun, menjalankan eksperimen dengan plat konduktif, melampaui batas mendapati pada pandangan pertama, potensi berlakunya fenomena (stress) dalam interaksi arus dan medan magnet elektrik. Tetapi perkara pertama yang pertama.

Mari kita buat satu eksperimen fikiran sedikit: mengambil plat logam dan melaluinya arus elektrik. Seterusnya, letakkan di dalam yang luar medan magnet supaya garisan kekuatan medan berorientasikan berserenjang dengan satah plat konduktif. Hasilnya, wajah-wajah (seluruh arahan semasa), perbezaan yang berpotensi. Ini adalah kesan Hall. Sebab bagi kejadian dikenali daya Lorentz.

Terdapat satu cara untuk menentukan nilai voltan paduan (kadang-kadang dipanggil potensi Hall). Ungkapan umum mengambil bentuk:

Uh = Eh * H,

di mana H - ketebalan plat; Eh - kekuatan medan luar.

Sejak potensi adalah disebabkan oleh pengagihan semula pembawa cas dalam konduktor, ia adalah terhad (proses itu tidak terus selama-lamanya). pergerakan sisi daripada pertuduhan itu akan berhenti pada masa ini apabila nilai daya Lorentz (F = q * v * B) untuk menyamakan q pembangkang * Eh (q - Caj).

Sejak ketumpatan arus J adalah sama dengan hasil darab ketumpatan cas, kelajuan mereka dan nilai-nilai individu q, iaitu

J = n * q * v,

masing-masing,

v = J / (q * n).

Oleh itu (menghubungkan formula dengan intensiti):

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

Menggabungkan semua di atas dan menentukan potensi dewan melalui nilai pertuduhan:

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

kesan Hall menunjukkan bahawa kadang-kadang dalam logam tidak dipatuhi elektron dan lubang pengaliran. Sebagai contoh, ia adalah kadmium, berilium, dan zink. Mengkaji kesan Hall dalam semikonduktor, terdapat keraguan bahawa pembawa cas - "lubang". Walau bagaimanapun, seperti yang telah dinyatakan, ia juga boleh digunakan untuk logam. Adalah dipercayai bahawa apabila pengedaran pertuduhan (pembentukan bangunan dewan) vektor biasa dibentuk oleh elektron (tanda negatif). Walau bagaimanapun, ternyata bahawa arus medan tidak mewujudkan elektron. Dalam amalan, hotel ini digunakan untuk menentukan ketumpatan pembawa cas dalam bahan semikonduktor.

Tidak kurang dikenali kesan kuantum Hall (1982). Ia merupakan salah satu daripada sifat-sifat dua dimensi pengaliran gas elektron (zarah bebas bergerak dalam dua arah) di bawah keadaan suhu yang sangat rendah dan medan magnet luaran yang tinggi. kewujudan "pemecahan" telah ditemui apabila belajar kesan. Terdapat tanggapan bahawa pertuduhan itu tidak dibentuk oleh syarikat penerbangan tunggal (1 + 1 + 1), dan komponen (1 + 1 + 0.5). Walau bagaimanapun, ternyata bahawa ada undang-undang yang patah. Mengikut Pauli dasarnya, di setiap elektron dalam medan magnet dicipta sejenis sinar aliran vorteks. Dengan peningkatan keadaan keamatan medan timbul apabila hampir sama "= satu satu elektron vorteks" tidak lagi yakin. Setiap zarah mempunyai berbilang quanta fluks magnet. Zarah-zarah baru adalah tepat punca hasil pecahan apabila kesan Hall.