Wat is de Hall effekt

As jo freegje in persoan bekend mei de fysika op it nivo fan in basis kennis fan wat in Hall effekt en dêr't it wurdt tapast, kinne jo net krije in antwurd. Ferrassend, yn de realiteiten fan 'e moderne wrâld dit bart hiel faak. Yn feite is de Hall effekt wurdt brûkt yn in soad elektryske apparaten. Bygelyks, ien kear in populêre kompjûter skyfke is rydt bepaalt de begjinstân fan de motor mei help fan de Hall Generators. Passende sensors wurde "ferpleatst" en yn 'e regeling fan moderne skiven foar CDs (sawol CD en DVD). Fierder applikaasjes befetsje net allinnich ferskate measuring ynstruminten, mar ek elektryske krêft Generators basearre op transformaasje fan waarmte oan 'e stream fan laden dieltsjes troch in magnetysk fjild (mHD).

Edwin Herbert Hall yn 1879 jiers, it útfieren fan eksperiminten mei in conductive plaat, moedwillige fûn op it earste each, potinsjele foarkommen fan in ferskynsel (stress) yn de ynteraksje fan de elektryske stroom en magnetysk fjild. Mar earst dingen earst.

Litte wy in lytse gedachte eksperimint: nim in metalen plaat en trochtsjen it elektryske stroom. Folgjende, it yn in eksterne magnetysk fjild sadat de rigels fan it fjild sterkte wurde oriïntearre heaks op it flak fan de conductive plaat. As gefolch, de gesichten (oer de rjochting fan it hjoeddeiske), in potinsjele ferskil. Dit is de Hall effekt. De reden foar har fynplak is bekend Lorentz krêft.

Der is in manier om te bepalen de wearde fan 'dêr sadwaande in spanning (soms neamd Hall potinsjele). De algemiene ekspresje nimt de foarm:

Uh = Eh * H,

dêr't H - de plaat dikte; Eh - sterkte fan it eksterne fjild.

Sûnt de mooglikheden komt troch werferdieling fan lading dragers yn de dirigint, it is beheind (it proses net trochgean ûneinich). Lateral beweging fan de heffing sil ophâlde op it stuit doe't de wearde fan 'e Lorentz krêft (F = q * v * B) te definiearje opposysje q * Eh (q - lading).

Sûnt de hjoeddeiske tichtheid J is gelyk oan it produkt fan 'e wacht tichtheid, har snelheid en de yndividuele wearden fan q, i.e.

J = n * q * v,

respektivelik,

v = J / (q * n).

Dêrfandinne (linking formule mei treningsyntinsiteit):

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

Kombinearje al fan boppesteande en bepale de mooglikheden fan de seal troch de wearde fan 'e lading:

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

Hall effekt suggerearret dat soms yn metalen wurdt net waarnommen elektron en gat conduction. Bygelyks, is it cadmium, beryllium, en sink. De stúdzje Hall effekt yn Semiconductors, der wie gjin twifel dat de wacht ferfierders - it "gat". Lykwols, sa't al oanjûn is, is it ek fan tapassing foar metalen. It waard leaude dat doe't de lading distribúsje (foarming fan seal gebou) mienskiplike vector wurdt foarme troch de elektroanen (negative teken). Lykwols, die bliken dat it fjild hjoeddeistige docht net oanmeitsje elektroanen. Yn de praktyk, dat besit wurdt brûkt om te bepalen de tichtheid fan de lading dragers yn de semiconducting materiaal.

Net minder wurdt bekend Quantum Hall effekt (1982). It fertsjintwurdiget ien fan 'e eigenskippen fan twadiminsjonale elektron gas conduction (de dieltsjes binne frij te ferpleatsen yn mar twa rjochtings) ûnder de betingsten fan ekstreem lege temperatueren en hege eksterne magnetyske fjilden. it bestean fan "fersnipeling" waard ûntdutsen doe't it bestudearjen fan de effekt. Der wie in yndruk dat de heffing net foarme troch inkele ferfierders (1 + 1 + 1), en de ûnderdielen fan (1 + 1 + 0,5). Lykwols, it die bliken dat der gjin wetten binne brutsen. Yn oerienstimming mei Pauli begjinsel, om elk elektron yn in magnetysk fjild wurdt makke in soarte fan strielen fan de vortex flow. Mei tanimmende fjild yntinsiteit situaasje ûntstiet wannear't oerienkommende "= men ien elektron vortex" ophâldt sjen te wêzen tefreden. Eltse dieltsje hawwe meardere quanta fan magnetyske flux. Dy nije dieltsjes binne krekt de oarsaak fan in fraksjonele resultaat as de Hall effekt.