Hall etkisi nedir

Eğer uygulandığı yerlerde, bir cevap alamayan ne Hall etkisi ve temel bilgi düzeyine fiziği aşina bir kişi sorarsanız. Şaşırtıcı bir şekilde, modern dünyanın gerçekleri bu sık sık olur. Aslında, Hall etkisi birçok elektrikli cihazlarda kullanılmaktadır. Örneğin, bir popüler bilgisayar disket sürücüleri kez Hall jeneratörler kullanılarak motorun ilk pozisyonunu belirler. Uygun sensörler "taşındı" ve CD'ler için, modern sürücülerin düzeni (CD ve DVD ikisi) de vardır. Ayrıca, uygulamalar sadece çeşitli ölçüm aletleri, ancak bir manyetik alan (MHD) ile yüklü parçacıkların akışına ısı dönüşümü dayalı da elektrik jeneratörleri içerir.

1879 yılında Edwin Herbert Hall, bir iletken plaka ile deney, ahlaksız ilk bakışta, elektrik akımı ve manyetik alan etkileşiminde bir olgu (stres) potansiyel bir olayda bulduk. Önce Ama her şey.

Hadi biraz düşünce deneyini yapalım: metal bir plaka alıp elektrik akımı geçmektedir. Daha sonra, harici bir yerleştirin manyetik alan hatları, böylece alan kuvvetinin iletken plaka düzlemine dik yönlendirilmiştir. Bunun bir sonucu olarak, (boyunca yüzleri akım yönünde), bir potansiyel farkı. Bu Hall etkisi olduğunu. oluşun nedeni biliniyor Lorentz kuvveti.

Elde edilen gerilim (bazen Hall potansiyeli) değerini belirlemek için bir yolu yoktur. genel anlatım biçimi alır:

Ah = Ha * H

burada H - bord kalınlığıdır; Eh - Dış alanın gücü.

Potansiyel iletkende yük taşıyıcılarının yeniden dağılımı nedeniyle olduğundan, (süreç sonsuza kadar devam etmez) sınırlıdır. Lorentz kuvveti (F = q * v * B) değerinin muhalefet q * Eh (- yük q) eşit zaman şarj yanal hareketi şu anda durur.

Yana akım yoğunluğu J yük yoğunluğunun ürünü, hızları ve q ayrı ayrı değerlerinin, yani eşittir

J = n * q * v

sırasıyla

v = J / (q * n).

Bu nedenle (yoğunlukta formüle bağlama):

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

Yukarıdakilerin hepsi birleştirin ve şarj değeri ile salonun potansiyelini belirlemek:

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

Hall etkisi bazen metal elektron ve delik iletimini gözlenmez göstermektedir. Örneğin, kadmiyum, berilyum ve çinkodur. Yarı iletkenlerde Hall etkisi incelenmesi, hiç şüphe yok olduğunu, yük taşıyıcıları - "delik". Zaten belirtildiği gibi Ancak, aynı zamanda metallere uygulanabilir. İnanılmaktadır ki yük dağılımı (salon binanın oluşumu) ortak vektör elektronlar (eksi işareti) oluşturulduğu zaman. Ancak, alan, mevcut elektronları yaratmaz ortaya çıktı. Uygulamada, bu tesis, yarı iletken malzeme, yük taşıyıcıların yoğunluğunu belirlemek için kullanılır.

Hiçbir az bilinen kuantum Hall etkisi (1982). Bu, son derece düşük sıcaklıklar ve yüksek harici manyetik alanlara koşulları altında, iki-boyutlu elektron gaz iletim özelliklerinde (partiküllerinin, sadece iki yönde hareket etmek üzere serbest olan) birini temsil eder. etkisi incelenirken "parçalanma" varlığı keşfedildi. yük tek taşıyıcı (1 + 1 + 1) tarafından oluşturulan ilişkin bir gösterim ve (1 + 1 + 0.5) bileşenleri vardı. Ancak, hiçbir yasa kırık olduğu ortaya çıktı. uygun olarak Pauli ilkesi, bir manyetik alan içinde her bir elektron çevresinde girdap akışının ışınlarının bir tür oluşturulur. eşleştiriliyorken alan şiddeti durum artan doğar ile "= bire bir elektron vorteks" tatmin olmaktan çıkar. Her bir parçacık birden kuanta sahip manyetik akının. Bu yeni parçacıklar kesin bir fraksiyonel sonucu Hall etkisi nedeni vardır.