X'inhu l-effett Hall

Jekk inti ssaqsi persuna familjari mal-fiżika fuq il-livell ta 'għarfien bażiku ta' dak effett Hall u fejn ikun applikat, inti ma tistax tikseb risposta. Surprisingly, fil-realtajiet tad-dinja moderna dan jiġri spiss. Fil-fatt, l-effett Hall huwa użat fil-mezzi elettriċi ħafna. Per eżempju, darba fis-kompjuter popolari floppy disk drives jiddetermina l-pożizzjoni inizjali tal-mutur bl-użu ġeneraturi Hall. sensuri adatti huma "jiċċaqalqu" u fl-iskema ta 'drives moderni għall-CDs (kemm CD, u DVD). Barra minn hekk, l-applikazzjonijiet jinkludu mhux biss strumenti varji ta 'kejl, iżda ġeneraturi ta' qawwa anke elettrika bbażati fuq it-trasformazzjoni ta 'sħana għall-fluss ta' partiċelli ċċarġjati minn kamp manjetiku (MHD).

Edwin Herbert Hall fl-1879 sena, esperimenti bi pjanċa konduttivi, jasserixxi apposta tinstab fuq ewwel daqqa t'għajn, l-okkorrenza potenzjali ta 'fenomenu (stress) fl-interazzjoni tal-kamp attwali u manjetiċi elettriku. Iżda ewwel affarijiet ewwel.

Ejja nagħmlu esperiment ħsieb ftit: tieħu pjanċa tal-metall u jgħaddi minnhom kurrent elettriku. Sussegwentement, poġġih fi estern kamp manjetiku b'tali mod li l-linji ta 'qawwa tal-kamp huma orjentati perpendikulari mal-pjan tal-pjanċa konduttivi. Bħala riżultat, l-uċuħ (madwar l- direzzjoni tal-kurrent), differenza potenzjali. Dan huwa l-effett Hall. Ir-raġuni għal-okkorrenza tagħha hija magħrufa seħħ Lorentz.

Hemm mod biex jiddeterminaw il-valur tal-vultaġġ riżultanti (xi kultant imsejħa potenzjali Sala). L-espressjoni ġenerali huwa rifless:

Uh = Eh * H,

fejn H - il-ħxuna tal-pjanċa; Eh - qawwa tal-kamp estern.

Peress li l-potenzjal huwa dovut għall ridistribuzzjoni ta 'trasportaturi ħlas fil-konduttur, huwa limitat (il-proċess ma ikompli b'mod indefinit). moviment laterali tal-ħlas se tieqaf fil-mument meta l-valur tal-forza Lorentz (F = q * v * B) li jqabblu q oppożizzjoni * Eh (q - ħlas).

Peress id-densità attwali J hija ugwali għall-prodott tal densità ħlas, veloċità tagħhom u l-valuri individwali ta 'q, jiġifieri

J = n * q * vs,

rispettivament,

v = J / (q * n).

Għalhekk (li tgħaqqad formola b'intensità):

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

Għaqqad kollha ta 'hawn fuq u jiddetermina l-potenzjal tas-sala permezz tal-valur tal-ħlas:

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

effett Hall jissuġġerixxi li xi kultant fil-metalli ma jkunx osservat elettron u konduzzjoni toqba. Per eżempju, huwa kadmju, berillju, u żingu. Jistudjaw effett Hall fil semikondutturi, ma kienx hemm dubju li l-trasportaturi ta 'ċarġijiet - il- "toqba". Madankollu, kif diġà indikat, huwa applikabbli għall-metalli wkoll. Kien maħsub li meta t-tqassim ħlas (formazzjoni ta 'bini sala) vector komuni hija ffurmata minn elettroni (sinjal negattiv). Madankollu, rriżulta li l-kamp attwali ma joħloqx elettroni. Fil-prattika, din il-proprjetà hija użata sabiex tiddetermina d-densità ta 'trasportaturi ta' ċarġijiet fil-materjal semikunduttur.

Mhux inqas hu magħruf effett quantum Sala (1982). Hija tirrappreżenta wieħed mill-proprjetajiet ta 'konduttività gass elettron żewġ dimensjonijiet (l-partiċelli huma liberi li jimxu f'direzzjonijiet biss żewġ) taħt il-kondizzjonijiet ta' temperaturi estremament baxxi u l-oqsma manjetiċi esterni għolja. l-eżistenza ta ' "frammentazzjoni" ġiet skoperta meta jistudjaw l-effett. Kien hemm impressjoni li l-akkuża ma jkunx iffurmat minn trasportaturi waħda (1 + 1 + 1), u l-komponenti ta '(1 + 1 + 0.5). Madankollu, rriżulta li l-ebda liġijiet huma miksura. Skond il -prinċipju Pauli, madwar kull elettroni fil-kamp manjetiku hija maħluqa tip ta 'raġġi tax-fluss vortiċi. Bil-żieda sitwazzjoni intensità qasam tqum meta tqabbel "= wieħed vortiċi waħda elettroni" ma jibqax sodisfatt. Kull partiċella jkollhom quanta multipli ta 'fluss manjetiku. Dawn il-partiċelli ġodda huma preċiżament l-kawża ta 'riżultat frazzjonali meta l-effett Hall.