Читайте также:
|
Ефект Холла - це виникнення поперечної різниці потенціалів у провіднику із струмом під дією магнітного поля. Холл відкрив це явище в 1879р. дещо випадково, шукаючи інший ефект -магнітоопір. Його логіка була досить простою: під дією магнітного поля (сили Лоренца) рухомі носії заряду повинні відхилятись від свого руху, направленого вздовж силових ліній зовнішнього електричного поля, яке породжує струм. Це відхилення повинно зменшувати середню швидкість дрейфу носіїв заряду. Тому опір, тобто відношення напруги до сили струму, повинен зростати зі збільшенням індукції магнітного поля. Однак в експерименті виявилось, що опір від магнітного поля не залежить. Зате з'являється поперечна різниця потенціалів, яка пропорційна індукції магнітного поля, густині струму і ширині провідника:
. Коефіцієнт пропорційності 
тепер називають сталою Холла.
Поперечна різниця потенціалів означає існування поперечного електричного поля з напруженістю 
Пояснення ефекту Холла на основі класичної електронної теорії елементарне: відразу після включення магнітного поля електрони, які дрейфують проти силових ліній електричного поля, дійсно починають відхилятись силою Лоренца до країв пластини (див.
рисунок 1.4.1). Але це мусить призводити до розділення зарядів, тобто до накопичення
електронів на одному краї і до оголення іонів на другому. При цьому виникає і починає зростати поперечне електричне поле. Накопичення зарядів і відповідний ріст поперечного рис 1 4 1 поля тривають доти, поки сила поперечного електричного поля (-е)Еу не компенсує силу Лоренца 
Після цього струм відновить свою попередню силу, тобто магнітоопір спостерігатись не буде. Час встановлення цього стаціонарного режиму має порядок часу релаксації електронної підсистеми т, тобто дуже малий.
Розглянемо лише стаціонарний випадок, коли різниця потенціалів встановилась, електрони не відхиляються, а значить, проекція результуючої сили на вісь ї дорівнює нулеві.
звідси 
де 
отже 
це умова стаціонарності. Перейдемо до густини струму 
отже 
Ефект Холла чутливий до заряду носіїв.
Ця теорія узгоджується з експериментом лише для лужних металів, для інших металів "стала" Холла залежить від магнітного поля і може міняти її знак із зміною магнітного поля. Наприклад, для алюмінію (рис. 1.4.2.). Для багатьох металів і особливо для напівпровідників стала Холла залежить від температури, що не можна пояснити в даній теорії.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 97 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |