Unsa ang Hall epekto

Kon mangutana kamo sa usa ka tawo nga pamilyar sa mga physics sa ang-ang sa usa ka nag-unang mga kahibalo sa unsa ang usa ka Hall epekto ug diin kini gigamit, dili kamo makahimo sa pagkuha sa usa ka tubag. Sa katingalahan, sa mga kamatuoran sa modernong kalibutan mahitabo na sa kanunay. Sa pagkatinuod, ang Hall epekto gigamit sa daghang electrical lalang. Pananglitan, sa makausa sa usa ka popular nga computer floppy disk drive motino sa inisyal nga posisyon sa motor nga naggamit sa Hall generators. Angay nga mga sensor nga "mibalhin" ug sa laraw sa modernong drive alang sa mga CD (ang duha CD, ug DVD). Dugang pa, aplikasyon naglakip dili lamang sa mga nagkalain-laing mga instrumento nga igsusukod, apan bisan pa electric gahum generator base sa kausaban sa kainit ngadto sa sapa sa gisugo partikulo sa usa ka magnetic field (MHD).

Edwin Herbert Hall sa 1879 ka tuig, nagpahigayon eksperimento uban sa usa ka conductive plate, paturagas nga makita sa unang pagtan-aw, potensyal panghitabo sa usa ka panghitabo (stress) sa interaction sa mga electric kasamtangan ug magnetic field. Apan una nga mga butang-una.

Himoa nga sa pagbuhat sa usa ka gamay nga hunahuna eksperimento: sa usa ka metal nga plato ug nga pinaagi sa niini nga electric kasamtangan. Sunod, ibutang kini sa usa ka eksternal nga magnetic field sa pagkaagi nga ang mga linya sa kapatagan kusog nga oriented nga tindog sa eroplano sa conductive plate. Ingon sa usa ka resulta, ang mga nawong (tabok sa direksyon sa kasamtangan nga), usa ka potensyal nga kalainan. Kini mao ang Hall epekto. Ang rason alang sa iyang panghitabo nahibaloan Lorentz nga pwersa.

Adunay usa ka paagi sa pagtino sa bili sa mosangpot nga boltahe (usahay gitawag Hall potensyal). Ang kinatibuk-ang ekspresyon nga makakuha sa dagway:

Uh = Eh * H,

diin H - ang plate gibag-on; Eh - kalig-on sa gawas nga kapatagan.

Tungod kay ang potensyal mao ang tungod sa apod-apod sa mga katungdanan carriers sa konduktor, kini limitado (ang proseso dili magpadayon hangtod sa hangtod). Lateral kalihukan sa katungdanan mohunong sa higayon sa diha nga sa bili sa Lorentz pwersa sa (F = q * v * B) nga katumbas sa pagsupak q * Eh (q - charge).

Tungod kay sa kasamtangan nga Densidad J mao nga sama sa sa produkto sa katungdanan Densidad, ang ilang gikusgon ug sa tagsa-tagsa nga mga mithi sa q, pananglitan

J = n * q * v,

sa tinagsa,

v = J / (q * n).

Busa (taytayan nga pormula sa intensity):

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

Combine sa tanan nga mga sa ibabaw ug sa pagtino sa potensyal sa hall pinaagi sa bili sa katungdanan:

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

Hall epekto nagsugyot nga usahay sa metal dili obserbahan electron ug lungag conduction. Pananglitan, kini mao ang cadmium, beryllium, ug zinc. Ang pagtuon Hall epekto sa conductor, walay duhaduha nga ang sugo tagdala - ang "lungag". Apan, sama sa na gipakita, kini mao ang magamit sa mga metal usab. Kini nagtuo nga sa diha nga ang sugo apod-apod (pagporma sa hall building) komon nga vector ang nag-umol sa mga electron (negatibo nga ilhanan). Apan, kini mibalik nga sa kapatagan kasamtangan nga wala paghimo sa electron. Sa praktis, kabtangan niini nga gigamit sa pagtino sa Densidad sa katungdanan carriers sa semiconducting nga materyal.

Dili kaayo nailhan quantum Hall epekto (1982). Kini nagrepresentar sa usa sa mga kabtangan sa duha ka-dimensional electron gas conduction (ang mga partikulo gawasnon sa paglihok sa duha lamang ka mga direksyon) sa ilalum sa mga kahimtang sa hilabihan ubos nga temperatura ug sa taas nga external magnetic kaumahan. ang paglungtad sa "fragmentation" nadiskobrehan sa diha nga sa pagtuon sa epekto. Adunay usa ka impresyon nga ang sugo dili nag-umol sa mga single tagdala (1 + 1 + 1), ug sa mga sangkap sa (1 + 1 + 0,5). Apan, kini mibalik nga walay balaod nga mga masulub-on nga. Subay sa Pauli baruganan, sa palibot sa matag electron sa usa ka magnetic field nga gibuhat sa usa ka matang sa mga silaw sa dagan lilo. Uban sa pagdugang sa kapatagan intensity kahimtang motungha sa dihang matching "= usa ka sa usa ka electron lilo" mohunong sa matagbaw. Ang matag tipik adunay daghang quanta sa magnetic nagapangagi. Kini nga mga bag-o nga mga partikulo sa mga tukma ang hinungdan sa usa ka fractional resulta sa diha nga ang Hall epekto.