ما هو تأثير هول

إذا كنت تسأل أي شخص مطلع على الفيزياء على مستوى المعرفة الأساسية للما تأثير هول وحيث يتم تطبيقه، لا يمكنك الحصول على إجابة. والمثير للدهشة، في واقع العالم المعاصر يحدث هذا في كثير من الأحيان. في الواقع، يتم استخدام تأثير هول في العديد من الأجهزة الكهربائية. على سبيل المثال، مرة واحدة في الكمبيوتر شعبية محركات الأقراص المرنة يحدد الموقف المبدئي للمحرك باستخدام مولدات القاعة. أجهزة الاستشعار المناسبة هي "نقل" وفي مخطط محركات الأقراص الحديثة لأقراص مدمجة (CD على حد سواء، وDVD). وعلاوة على ذلك، تتضمن تطبيقات أجهزة القياس المختلفة فحسب، بل مولدات الطاقة الكهربائية حتى على أساس تحويل الحرارة إلى تيار من الجسيمات المشحونة بواسطة حقل مغناطيسي (MHD).

ادوين قاعة هربرت في عام 1879 العام، وإجراء التجارب مع لوحة موصل، وجدت الوحشي لأول وهلة، حدوث محتمل لظاهرة (الإجهاد) في تفاعل الحقل الحالي ومغناطيسي كهربائي. ولكن قبل كل شئ.

دعونا نفعل تجربة فكرية قليلا: تأخذ لوحة معدنية وتمر عبره التيار الكهربائي. التالي، وضعه في خارجي المجال المغناطيسي بحيث تكون خطوط من قوة الحقل موجهة عمودي على الطائرة من لوحة موصل. ونتيجة لذلك، وجوه (عبر اتجاه التيار)، فرق الجهد. هذا هو تأثير هول. والسبب في حدوثه يعرف قوة لورنتز.

هل هناك طريقة لتحديد قيمة الجهد الناتج (التي تسمى أحيانا قاعة المحتملة). يأخذ التعبير العام النموذج:

اه = ايه * H،

حيث H - سمك لوحة. إيه - قوة المجال الخارجي.

منذ هي إمكانات بسبب إعادة توزيع حاملات الشحنة في الموصل، هو محدود (لا تستمر العملية إلى أجل غير مسمى). والحركة الجانبية للتهمة يتوقف عند لحظة قيمة قوة لورنتز (F = ف * ت * B) لمساواة ف المعارضة * إيه (ف - تهمة).

منذ كثافة التيار J يساوي الناتج من كثافة الشحنة، والسرعة، والقيم الفردية ف، أي

J = ن * ف * ت،

على التوالي،

ت = J / (ف * ن).

ومن هنا (ربط الصيغة مع شدة):

إيه = B * (J / (ف * ن)).

الجمع بين كل ما سبق وتحديد إمكانية القاعة من خلال قيمة المسؤول:

اه = (J * B * H) / ن * ف).

وتشير تأثير هول أنه في بعض الأحيان في المعادن ولم يلاحظ الإلكترون والتوصيل حفرة. على سبيل المثال، فمن الكادميوم والبريليوم، والزنك. دراسة تأثير هول في أشباه الموصلات، لم يكن هناك شك في أن حاملات الشحنة - "ثقب". لكن، وكما سبقت الإشارة، فإنه ينطبق أيضا على المعادن. وكان يعتقد أنه عندما يتم تشكيل توزيع تهمة (تشكيل لبناء قاعة) ناقلات مشترك من الإلكترونات (علامة سلبية). ومع ذلك، اتضح أن التيار الحقل لا تخلق الإلكترونات. في الممارسة العملية، يتم استخدام هذه الخاصية لتحديد كثافة حاملات الشحنة في المواد شبه الموصلة.

لا أقل من المعروف تأثير الكم هول (1982). وهي تمثل واحدة من خصائص ثنائي الأبعاد توصيل الغاز الإلكترون (الجسيمات أحرار في التحرك في اتجاهين فقط) في ظل ظروف درجات حرارة منخفضة للغاية وعالية المجالات المغناطيسية الخارجية. تم اكتشاف وجود "تجزئة" عند دراسة تأثير. كان هناك انطباع أن التهمة لم يتشكل من قبل الناقلين واحدة (1 + 1 + 1)، ومكونات (1 + 1 + 0.5). ومع ذلك، اتضح أنه لا توجد قوانين مقطوعة. وفقا ل مبدأ باولي، حول كل الإلكترون في مجال مغناطيسي يتم إنشاء نوع من أشعة دوامة. مع تزايد حالة شدة المجال ينشأ عند مطابقة "= واحد دوامة إلكترون واحد" يتوقف عن أن يكون راضيا. كل الجسيمات يكون كمات متعددة من الفيض المغناطيسي. هذه الجسيمات الجديدة هي بالضبط سبب نتيجة كسور عندما تأثير هول.