Beth yw effaith Hall

Os byddwch yn gofyn i berson gyfarwydd â'r ffiseg ar lefel â gwybodaeth sylfaenol o beth yw effaith Hall a ble mae'n cael ei gymhwyso, ni allwch gael ateb. Er syndod, yn y realiti y byd modern hyn yn digwydd yn aml iawn. Yn wir, yr effaith Neuadd yn cael ei ddefnyddio mewn llawer o ddyfeisiau trydanol. Er enghraifft, unwaith y cyfrifiadur poblogaidd gyriannau disg hyblyg yn penderfynu sefyllfa gychwynnol y modur yn defnyddio'r generaduron Hall. synwyryddion priodol "symud" ac yn y cynllun o drives modern ar gyfer CDs (y ddau CD, a DVD). Ar ben hynny, cymwysiadau yn cynnwys offer mesur amrywiol, nid yn unig, ond generaduron pŵer hyd yn oed trydan yn seiliedig ar drawsnewid gwres i'r ffrwd o ronynnau a godir gan faes magnetig (MHD).

Edwin Hall Herbert yn 1879 flwyddyn, yn cynnal arbrofion gyda phlât dargludol, dod o hyd Gyrru'n ddi-hid ar yr olwg gyntaf, digwyddiad posibl o ffenomenon (straen) yn y rhyngweithio y cae presennol a magnetig trydan. Ond mae pethau cyntaf yn gyntaf.

Gadewch i ni wneud ychydig o feddwl arbrawf: cymryd plât metel ac yn pasio drwyddo cerrynt trydanol. Nesaf, rhowch ef mewn allanol maes magnetig fel bod y llinellau o gryfder maes yn gogwyddo berpendicwlar i'r awyren y plât dargludol. O ganlyniad, mae'r wynebau (ar draws y cyfeiriad y presennol), gwahaniaeth potensial. Dyma effaith Hall. Y rheswm dros ei digwydd yn hysbys grym Lorentz.

Mae ffordd i benderfynu ar y gwerth y foltedd canlyniadol (a elwir weithiau Hall posibl). Mae'r ymadrodd cyffredinol ar ffurf:

Uh = EH * H,

lle mae H - y trwch plât; Eh - cryfder y maes allanol.

Gan fod y potensial i fod i ailddosbarthu o gludwyr ddim mewn yr arweinydd, mae'n gyfyngedig (nid yw'r broses yn parhau am gyfnod amhenodol). Bydd symudiad ochrol y tâl atal ar hyn o bryd pan fydd gwerth y grym Lorentz (F = q * v * B) i gyfateb gwrthwynebiad q * EH (q - dâl).

Ers y dwysedd presennol J yn hafal i gynnyrch dwysedd ddim, eu cyflymder a gwerthoedd unigol q, hy

J = n * q * v,

yn y drefn honno,

v = J / (q * n).

Felly (gan gysylltu â fformiwla dwyster):

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

Cyfunwch pob un o'r uchod ac yn penderfynu ar y potensial y neuadd drwy werth y tâl:

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

Hall effaith yn awgrymu nad yw weithiau mewn metelau yn arsylwi electron a dargludiad twll. Er enghraifft, mae'n cadmiwm, beryliwm, a sinc. Astudio effaith Hall mewn lled-ddargludyddion, nid oedd unrhyw amheuaeth bod y cludwyr tâl - y "twll". Fodd bynnag, fel y nodwyd eisoes, mae hefyd yn berthnasol i metelau. Credwyd bod pan fydd y dosbarthiad tâl (ffurfio adeilad neuadd) fector cyffredin yn cael ei ffurfio gan electronau (arwydd negatif). Fodd bynnag, mae'n troi allan nad yw'r cae presennol yn creu electronau. Yn ymarferol, mae hyn yn eiddo yn cael ei ddefnyddio i benderfynu dwysedd cludwyr dâl yn y deunydd semiconducting.

Effaith Hall cwantwm Dim llai yn hysbys (1982). Mae'n cynrychioli un o briodweddau dau ddimensiwn dargludiad nwy electron (y gronynnau yn rhydd i symud yn unig i ddau gyfeiriad) o dan amodau tymheredd isel iawn a meysydd magnetig allanol uchel. bodolaeth "darnio" darganfuwyd wrth astudio effaith. Roedd argraff nad oedd y tâl yn cael ei ffurfio gan gludwyr sengl (1 + 1 + 1), ac mae'r cydrannau (1 + 1 + 0.5). Fodd bynnag, mae'n troi allan nad oes unrhyw gyfreithiau yn torri. Yn unol ag egwyddor Pauli, o amgylch pob electron mewn maes magnetig yn cael ei greu yn fath o belydrau y llif fortecs. Gyda mwy o sefyllfa maes dwysedd codi pan gyfateb "= un fortecs un electron" peidio â bod yn fodlon. Mae pob gronyn yn cael quanta lluosog o fflwcs magnetig. Mae'r gronynnau newydd yn union achos canlyniad ffracsiynol pan yr effaith Hall.