Теоретическая часть. На точечный заряд q, движущийся со скоростью в магнитном поле c индукцией , действует сила Лоренца

На точечный заряд q, движущийся со скоростью в магнитном поле c индукцией , действует сила Лоренца . Эта сила, перпендикулярная и скорости движения заряда, и направлению магнитного поля приводит к эффекту Холла, который можно наблюдать в металлах и полупроводниках.

Суть эффекта Холла рассмотрим на следующем примере:

Образец в виде прямоугольной пластинки полупроводника поместим в магнитное поле (рис.1,а), направленное от нас, и пропустим через образец электрический ток плотностью j слева направо.

а) б)

Рис 1. Образец для измерения холловского напряжения

В полупроводнике носителями заряда являются отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные дырки. Сила Лоренца, действующая на них, имеет одинаковое направление, несмотря на то, что электроны и дырки движутся в противоположных направлениях (объяснит, почему). Если концентрация носителей одного типа преобладает (примесный полупроводник n - или р- типа), то верхняя и нижняя грани пластинки будут заряжены зарядами противоположного знака. (Определите, какого типа полупроводник изображен на рис.1,а). При этом возникает противоположное по отношению к электрическое поле (рис.1,б). Это поле называется полем Холла, а явление возникновения поперечного электрического поля под действием магнитного поля называется эффектом Холла.

Если наряду с магнитным существует и электрическое поле, то сила Лоренца приобретает вид:

Дата добавления: 2015-05-26