Ni Hall madhara gani

Ukiuliza mtu ukoo na fizikia na kiwango cha elimu ya msingi ya nini Hall athari na mahali ambapo inatumika, huwezi kupata jibu. Kushangaza, katika hali halisi ya dunia ya kisasa hii hutokea mara nyingi kabisa. Kwa kweli, Hall athari ni kutumika katika vifaa vingi vya umeme. Kwa mfano, mara maarufu kompyuta anatoa floppy disk huamua nafasi ya awali ya magari kwa kutumia Hall jenereta. sensorer sahihi ni "wakiongozwa" na katika mpango wa anatoa kisasa kwa CDs (wote CD, DVD na). Zaidi ya hayo, maombi ni pamoja na si tu vifaa mbalimbali vya kupima, lakini jenereta za umeme hata umeme kulingana na mabadiliko ya joto kwa mkondo wa chembechembe kushtakiwa na shamba sumaku (MHD).

Edwin Herbert Hall mwaka 1879, kufanya majaribio na sahani conductive, anasa kupatikana mbele kwanza, uwezekano tukio la uzushi (stress) katika mwingiliano wa umeme shamba sasa na sumaku. Lakini mambo ya kwanza.

Hebu kufanya kidogo majaribio ya fikra: kuchukua sahani chuma na kupita njia hiyo ya umeme sasa. Next, mahali katika nje shamba magnetic ili mistari ya nguvu shamba ni oriented perpendicular ndege ya sahani conductive. Matokeo yake, nyuso (upande wa pili ya uongozi wa sasa), tofauti uwezo. Hii ni Hall athari. Sababu ya tukio hilo inajulikana Lorentz nguvu.

Kuna njia ya kuamua thamani ya voltage matokeo (wakati mwingine huitwa Hall uwezo). njia ya kawaida inachukua aina:

Uh = Eh * H,

ambapo H - sahani unene; Eh - nguvu ya shamba nje.

Kwa kuwa uwezo ni kutokana na ugawaji wa malipo flygbolag katika kondakta, ni mdogo (mchakato haina kuendelea kwa muda usiojulikana). Imara harakati ya malipo wataacha kwa sasa wakati thamani ya nguvu Lorentz (F = q * v * B) equate upinzani q * Eh (q - malipo).

Kwa kuwa msongamano wa sasa J ni sawa na bidhaa ya malipo wiani, kasi yao na maadili binafsi ya q, yaani

J = n * q * v,

kwa mtiririko huo,

v = J / (q * n).

Hivyo (kuunganisha formula kwa nguvu):

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

Kuchanganya yote hapo juu na kuamua uwezo wa ukumbi kupitia thamani ya malipo:

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

Hall athari unaonyesha kuwa wakati mwingine katika vyuma si aliona elektroni na shimo upitishaji. Kwa mfano, ni cadmium, berili na zinki. Kusoma Hall athari katika halvledare, hakukuwa na shaka kuwa malipo flygbolag - "shimo". Hata hivyo, kama tayari unahitajika, pia ni zinazotumika kwa vyuma. Iliaminika kwamba wakati malipo usambazaji (malezi ya jengo ukumbi) kawaida vector ni sumu kwa elektroni (ishara hasi). Hata hivyo, ikawa ni kwamba uwanja sasa hakiwezi kuunda elektroni. Katika mazoezi, mali hutumiwa kutambua uzito bila malipo flygbolag katika nyenzo semiconducting.

Si chini inajulikana quantum Hall athari (1982). Inawakilisha moja ya mali ya pande mbili elektroni gesi upitishaji (chembe ni bure kwa hoja katika mwelekeo mbili tu) chini ya hali ya joto chini sana na juu ya mashamba ya nje ya sumaku. kuwepo kwa "kugawanyika" iligunduliwa wakati wa kuchunguza athari. Kulikuwa na hisia kwamba malipo ni si iliundwa na flygbolag moja (1 + 1 + 1), na sehemu ya (1 + 1 + 0.5). Hata hivyo, ikawa ni kwamba hakuna sheria ni kuvunjwa. Kwa mujibu wa Pauli kanuni, karibu kila elektroni katika uwanja magnetic iliyoundwa aina ya miale ya mtiririko Vortex. Katika kuongezeka kwa uwanja kiwango hali hutokea wakati vinavyolingana "= moja moja elektroni vortex" haachi kuwa ameridhika. Kila chembe na quanta nyingi ya Flux sumaku. Hizi chembe mpya ni usahihi chanzo cha matokeo za sehemu wakati Hall athari.