Aký je Hallov

Ak sa spýtate človek oboznameny s fyzikou na úrovni základných znalostí, čo je Hallov jav, a tam, kde je aplikovaný, nemôžete dostať odpoveď. Prekvapivo, v realite moderného sveta sa tak stane pomerne často. V skutočnosti, Hallov jav sa používa v mnohých elektrických zariadení. Napríklad raz populárnej počítačovej disky diskety určuje počiatočnej polohy motora pomocou generátorov Hall. Vhodné senzory sú "presunuté" a do systému moderných diskov na CD (obaja CD a DVD). Okrem toho, aplikácie zahŕňajú nielen rôzne meracie prístroje, ale aj elektrické elektrocentrály založené na premene tepla do prúdu nabitých častíc magnetickým poľom (MHD).

Edwin Herbert Hall v 1879 roku vykonávania pokusov s vodivou doskou, svojvoľný nájsť na prvý pohľad, potenciálneho výskytu javu (namáhanie) v interakcii elektrického prúdu a magnetického poľa. Ale poporiadku.

Poďme urobiť malý myšlienkový experiment: vziať kovovú platňu a priechod elektrického prúdu. Potom umiestnite ho vo vonkajšom magnetickom poli tak, že línia pevnosti polia sú orientované kolmo k rovine vodivé dosky. V dôsledku toho, že čelné plochy (naprieč smeru prúdu), potenciálny rozdiel. To je Hallov jav. Dôvodom pre jeho výskytu je známe, Lorentzova sila.

Existuje spôsob, ako určiť hodnotu výsledného napätia (niekedy volal Hall potenciál). Všeobecný výraz má tvar:

Hm = Eh * H,

kde H - hrúbka dosky; Eh - sila vonkajšieho poľa.

Vzhľadom k tomu, potenciál je vďaka prerozdelenie nosičov náboja vo vodiči, je obmedzená (proces nebude pokračovať do nekonečna). Bočný pohyb náboja sa zastaví v okamihu, keď je hodnota sily Lorentz (F = q * v * B), aby sa rovnali opozičnej q * Eh (q - náboj).

Vzhľadom k tomu, prúdové hustoty J sa rovná súčinu hustoty náboje, ich rýchlosť a jednotlivé hodnoty q, tj.

J = n * q * v,

v tomto poradí,

v = J / (q * n).

Z tohto dôvodu (spájajúca zloženie s intenzitou):

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

Kombinujú všetky vyššie uvedené a určiť potenciálu haly cez hodnota nabitie:

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

Hallov jav ukazuje, že niekedy kovov nie je pozorovaný elektrón a otvor vedenia. Napríklad, to je kadmium, berýlium a zinok. Študovať Hall účinok v polovodičoch, nebolo pochýb o tom, že nosiče náboja - ďalej len "diera". Avšak, ako už bolo uvedené, je tiež použiteľný pre kovy. Verilo sa, že ak je rozloženie náboja (tvorba haly budovy) Spoločný vektor tvorený elektróny (záporné znamienko). Avšak sa ukázalo, že sa budiace prúd nevytvára elektróny. V praxi táto vlastnosť sa používa na určenie hustoty nosičov náboja v polovodivého materiálu.

Nemenej je známy kvantový Hallov jav (1982). To predstavuje jednu z vlastností dvojrozmerného vedenia elektrónového plynu (častice sú voľne pohybovať iba v dvoch smeroch), za podmienok extrémne nízkej teplote a vysokej vonkajšieho magnetického poľa. Existencia "fragmentácia" bola objavená pri štúdiu účinku. Došlo k dojem, že náboj nie je tvorená jednotlivými nosičmi (1 + 1 + 1), a zložky (1 + 1 + 0,5). Avšak sa ukázalo, že žiadne zákony sú rozbité. V súlade s princípom Pauli okolo každého elektrónu v magnetickom poli je vytvorený určitý druh lúčov vodný vír. So zvyšujúcou sa situácia intenzity poľa nastáva, keď zodpovedajúci "= jeden jeden elektrón vír" prestane byť splnená. Každá častica mať viac kvánt magnetického toku. Tieto nové častice sú presne príčinou frakčnej výsledok, keď Hallov jav.