מהו אפקט הול

click fraud protection

אם תשאל אדם מכיר את הפיזיקה ברמה של ידע בסיסי של מה אפקט הול ושם הוא משמש, ייתכן שלא תקבל תגובה.באופן מפתיע, במציאות של העולם המודרני זה קורה לעתים די קרובות.למעשה, אפקט הול בשימוש במכשירים חשמליים רבים.לדוגמא, כונני דיסק פעם אחת פופולרי מחשב דיסקט נקבעו עמדת המוצא של המנוע עם גנרטור הול.חיישנים מתאימים "עברו" ובתכנית של כוננים מודרניים לתקליטורים (CD שני, ו- DVD).יתר על כן, יישומים כוללים לא רק את מכשירי מדידה השונים, הגנרטורים אפילו חשמליים המבוססים על המרה של חום לזרם של חלקיקים טעונים בשדה מגנטי (MHD).

אדווין הרברט הול בשנת 1879, ביצוע ניסויים על צלחת מוליך, מצא מופקר, במבט ראשון, התופעה של התרחשות של הפוטנציאל (המתח), האינטראקציה של השדה מגנטי והחשמלי הנוכחי.אבל ראשון ראשון.

בואו נעשה ניסוי מחשבי קטן: לקחת צלחת מתכת ולעבור זרם חשמלי דרכו.לאחר מכן, הנח אותו בשדה מגנטי חיצוני, כך שקווי עוצמת השדה הם בכיוון מאונך למישור של צלחת המוליך.כתוצאה מכך, בקצוות (רוחבי לכיוון הנוכחי) הפרש פוטנציאלים.זהו אפקט הול.הסיבה להתרחשותו ידועה כוח לורנץ.

יש דרך לקבוע את הערך של המתח כתוצאה (המכונה לעתים אולם פוטנציאל).הביטוי הכללי לוקח את הטופס:

אה אה = * H,

בי H - העובי של הצלחת;אה - עוצמת השדה החיצוני.

מאז הפוטנציאלי בשל חלוקה מחדש של נושאי מטען במוליכים, הוא מוגבל (התהליך לא יימשך לנצח).תנועה לרוחב של החיובים להפסיק ברגע שבו הערך של הכוח לורנץ (F = q * נ * B) נקרא עם q אופוזיציה * אה (q - תשלום).

מאז הצפיפות של J הנוכחי שווה לריכוז של החיובים, המהירות שלהם ואת ערך היחידה של q, אז יש

J = n * * q נ ',

בהתאמה,

v = J / (n * q).

כאן (הקשורים בנוסחה של עוצמה):

אה = B * (J / (n * q)).

לשלב את כל האמור לעיל ולקבוע את הערך הפוטנציאלי של תשלום דרך האולם:

אה = (H * J * B) / n * q).השפעת

הול מצביעה על כך שלפעמים במתכות לא נצפתה מוליכות אלקטרוניות וחור.לדוגמא, זה קדמיום, בריליום, ואבץ.לומד אפקט הול במוליכים למחצה, אף אחד לא פקפק בכך שנושאי מטען - "החור".עם זאת, כפי שצוין כבר, זה גם לגבי מתכות.זה היה האמין כי הקצאת החיובים (אולם קיבולת בנייה) הווקטור משותף שהוקמה על ידי אלקטרונים (שלילי).עם זאת, התברר כי בתנוחה הנוכחית הוא לא אלקטרונים.בפועל, נכס זה משמש כדי לקבוע את הצפיפות של נושאי מטען בחומר מוליכים למחצה.

לא פחות ידוע השפעת קוונטי הול (1982).הוא אחד ממאפייני ההולכה של דו ממדי גז אלקטרונים (חלקיקים יכולים לנוע בחופשיות רק בשני הכיוונים) בטמפרטורה נמוכה מאוד ושדות מגנטיים חיצוניים גבוהים.במחקר של השפעה זו התגלתה קיומו של "גרעיניות".הרושם שהתשלום לא נוצר על ידי ספקים יחידים (1 + 1 + 1), ומרכיבים (1 + 1 + 0.5).עם זאת, נראה כי אין חוקים מופרים.בהתאם לעיקרון פאולי, מסביב לכל אלקטרון בשדה מגנטי שנוצר על ידי סוג של מערבולת של קוונטים של שטף.עם העלייה בעוצמת השדה יש ​​מצב שבו הקו "אלקטרון אחד = מערבולת אחד" כבר לא מחזיק.בכל חלקיק יש כמה קוונטים שטף מגנטיים.חלקיקים החדשים אלה הם בדיוק הסיבה לתוצאת השבר באפקט הול.