Эффект Холла

Американский ученый Э. Холл в 1880 году обнаружил, что в проводнике, помещенном в магнитное поле, при опред-х усл-х возникает разность потенциалов между его противоположными пов-тями, параллельными направлению вектора магнитной индукции B и тока I. Опыты показали, что разность потенциалов U определяется равенством , где k – постоянная Холла, зависящая от рода вещества; j – плотность тока в проводнике. Этот эффект объясняется следующим образом. В направлении вектора j свободные электроны проводника движутся со скоростью υ, и на них действует сила Лоренца, равная . В результате все электроны смещаются вверх к плоскости S1, создавая на ней избыточный отрицательный заряд и потенциал (рис. 1.13). На нижней плоскости остается некомпенсированный положительный заряд атомов кристаллической решетки, и потенциал S2 становится положительным. Электрическое поле Е, возникающее в проводнике, действует на электроны с силой . Условие обеспечивает постоянство разности потенциалов U, равной . С учетом равновесия сил F_Л и F_E можно записать: . Скорость электронов υ можно выразить через плотность тока j. Так как , получим . Получаем . Таким образом постоянная Холла зависит от концентрации электронов в проводнике. Следовательно, через постоянную Холла можно определить концентрацию электронов проводимости в проводнике.

Дата добавления: 2014-12-08