Რა არის Hall ეფექტი

თუ თქვენ ვთხოვო პირი იცნობს ფიზიკის დონეზე ცოდნა, რა Hall ეფექტი და სადაც იგი გამოიყენება, თქვენ არ შეგიძლიათ მიიღოთ პასუხი. გასაკვირი არ არის, რეალობას თანამედროვე მსოფლიოში ეს ხდება საკმაოდ ხშირად. ფაქტობრივად, Hall ეფექტი გამოიყენება ბევრ ელექტრო მოწყობილობები. მაგალითად, ერთხელ პოპულარული კომპიუტერული floppy disk drives განსაზღვრავს თავდაპირველი პოზიცია საავტომობილო გამოყენებით Hall გენერატორები. შესაბამისი სენსორების "გადავიდა" და სქემა თანამედროვე დისკები CDs (ორივე CD და DVD). გარდა ამისა, პროგრამა მოიცავს არა მხოლოდ სხვადასხვა საზომი ინსტრუმენტები, მაგრამ მაშინაც კი, ელექტროენერგიის გენერატორების საფუძველზე ტრანსფორმაციის სითბოს ნაკადი ბრალი ნაწილაკების მაგნიტური ველი (MHD).

Edwin Herbert Hall 1879 წელი, ცდების გამტარ დისკო, wanton ი, ერთი შეხედვით, პოტენციური კლების ფენომენი (სტრესი) ურთიერთქმედების დენის და მაგნიტური ველი. მაგრამ პირველი რამ პირველი.

მოდით გავაკეთოთ პატარა ექსპერიმენტი: მიიღოს რკინის ფირფიტა და გაიაროს ეს დენის. შემდეგი, განათავსეთ იგი გარე მაგნიტური ველის ისე, რომ ხაზები სფეროში ძალა ორიენტირებული პერპენდიკულარულად თვითმფრინავი გამტარ ფირფიტა. შედეგად, სახეები (მთელს მიმართულებით მიმდინარე), პოტენციური განსხვავება. ეს არის Hall ეფექტი. მიზეზი მისი კლების ცნობილია, ლორენცის ძალა.

არის გზა, რათა დადგინდეს ღირებულება შედეგად ძაბვის (უწოდებენ Hall პოტენციალი). ზოგადი გამოხატვის ფორმას იღებს:

Uh = Eh * H,

სადაც H - სისქის ფირფიტა; Eh - ძალა გარე სფეროში.

მას შემდეგ, რაც პოტენციური გამო გადანაწილების მუხტის გადამტანების დირიჟორი, ეს არის შეზღუდული (პროცესი არ გაგრძელდეს განუსაზღვრელი ვადით). გვერდითი მოძრაობა ბრალდებით შეწყდება იმ დროს, როდესაც მისი ღირებულება ლორენცის ძალა (F = q * v * B) გათანაბრება ოპოზიციის q * Eh (q - პასუხისმგებელი).

მას შემდეგ, რაც მიმდინარე სიმჭიდროვე J ტოლია პროდუქტი მუხტის სიმკვრივე, მათი სიჩქარე და ინდივიდუალური ღირებულებები q, ე.ი.

J = n * q * v,

შესაბამისად,

v = J / (q * n).

აქედან გამომდინარე (აკავშირებს ფორმულა ინტენსივობის):

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

შეუთავსეთ ყველა ზემოთ და განსაზღვრავს პოტენციურ დარბაზის ღირებულება პასუხისმგებელი:

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

Hall ეფექტი ვარაუდობს, რომ ზოგჯერ ლითონები არ შეინიშნება electron და ხვრელი ჩატარება. მაგალითად, ეს არის კადმიუმის, ბერილიუმის და თუთია. სწავლა Hall ეფექტი ნახევარგამტარები, ეჭვი არ არის, რომ ბრალდება მატარებლები - "ხვრელი". თუმცა, როგორც უკვე აღინიშნა, ეს ასევე ეხება ლითონები. იგი მიიჩნევდა, რომ როდესაც ბრალდებით განაწილების (ფორმირების დარბაზში შენობა) საერთო ვექტორი იქმნება ელექტრონები (უარყოფითი ნიშანი). თუმცა, აღმოჩნდა, რომ სფეროში მიმდინარე არ შექმნა ელექტრონები. პრაქტიკაში, ეს ქონება გამოყენებული, რათა დადგინდეს სიმჭიდროვე ბრალდებით მატარებლების ნახევარგამტარული მასალა.

არანაკლებ ცნობილია კვანტური Hall ეფექტი (1982). იგი წარმოადგენს ერთ თვისებები ორგანზომილებიანი ელექტრონული გაზის ჩატარების (ნაწილაკების თავისუფალი გადაადგილება მხოლოდ ორი მიმართულებით) პირობებში უკიდურესად დაბალი ტემპერატურა და მაღალი გარე მაგნიტური სფეროებში. არსებობა "ფრაგმენტაცია" აღმოაჩინეს, როდესაც სწავლობს ეფექტი. რჩებოდა შთაბეჭდილება, რომ ბრალდება არ არის ჩამოყალიბებული ერთჯერადი მატარებლების (1 + 1 + 1), და კომპონენტების (1 + 1 + 0.5). თუმცა, აღმოჩნდა, რომ არსებობს კანონები გატეხილი. შესაბამისად Pauli პრინციპი, ირგვლივ ყოველი electron მაგნიტური ველის იქმნება ერთგვარი სხივები vortex ნაკადი. გაზრდის სფეროში ინტენსივობის სიტუაცია ჩნდება, როდესაც შესაბამისი "= ერთ ერთი ელექტრონი vortex" აღარ დაკმაყოფილდება. ყოველი ნაწილაკი მქონდეს Quanta მაგნიტური ნაკადად. ეს ახალი ნაწილაკების ზუსტად მიზეზი fractional შედეგი, როდესაც დარბაზში ეფექტი.