إذا سألت شخصًا مألوفًا بالفيزياء فيمستوى معرفة أساسية ما تأثير هول وحيث يتم تطبيقه، لا يمكنك الحصول على إجابة. والمثير للدهشة، في واقع العالم المعاصر يحدث هذا في كثير من الأحيان. في الواقع، يتم استخدام تأثير هول في العديد من الأجهزة الكهربائية. على سبيل المثال، مرة واحدة في الكمبيوتر شعبية محركات الأقراص المرنة يحدد الموقف المبدئي للمحرك باستخدام مولدات القاعة. أجهزة الاستشعار المناسبة هي "نقل" وفي مخطط محركات الأقراص الحديثة لأقراص مدمجة (CD على حد سواء، وDVD). وعلاوة على ذلك، تتضمن تطبيقات أجهزة القياس المختلفة فحسب، بل مولدات الطاقة الكهربائية حتى على أساس تحويل الحرارة إلى تيار من الجسيمات المشحونة بواسطة حقل مغناطيسي (MHD).
إدوين هيربرت هول في عام 1879 ، وإجراء التجارب معلوحة الموصل ، اكتشفت ظاهرة لا مسبب لها ، للوهلة الأولى ، وظهور المحتملة (الجهد) ، في التفاعل بين التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي. ولكن عن كل شيء في النظام.
دعونا نجعل تجربة فكرية قليلا:خذ صفيحة معدنية واجعل التيار الكهربائي يمر عبرها. بعد ذلك ، نضعه في مجال مغناطيسي خارجي بحيث يتم توجيه خطوط شدة المجال عموديًا على مستوى اللوحة الموصلة. نتيجة لذلك ، يظهر فرق محتمل على الوجوه (عبر اتجاه التيار). هذا هو تأثير هول. سبب ظهوره هو قوة لورنتز الشهيرة.
هناك طريقة لتحديد قيمة الجهد الناتج (تسمى أحيانًا إمكانات القاعة). يأخذ التعبير العام النموذج:
اه = ايه * اتش ،
حيث H هي سمك اللوحة ؛ إيه هي قوة المجال الخارجي.
منذ الاحتمال هو بسببإعادة توزيع الناقلات تهمة في موصل ، فإنه يقتصر (لا تستمر العملية إلى أجل غير مسمى). والحركة الجانبية للتهمة يتوقف عند لحظة قيمة قوة لورنتز (F = ف * ت * B) لمساواة ف المعارضة * إيه (ف - تهمة).
وبما أن الكثافة الحالية J تساوي ناتج تركيز الشحنات ، فإن سرعتها وقيمة الوحدة q ، أي ،
J = n * q * v ،
على التوالي،
ت = ج / (س * ن).
هذا يعني (من خلال ربط الصيغة بالقوة):
Eh = B * (J / (q * n)).
الجمع بين كل ما سبق وتحديد إمكانية القاعة من خلال قيمة المسؤول:
Uh = (J * B * H) / n * q).
يسمح لنا تأثير قاعة أن أقول أنه في بعض الأحيان فييتم ملاحظة المعادن ليس عن طريق الإلكترونيات ، ولكن من خلال الموصلية. على سبيل المثال ، الكادميوم والبريليوم والزنك. دراسة تأثير هول في أشباه الموصلات ، لا أحد يشك في أن شركات الشحن هي "الثقوب". ومع ذلك ، وكما هو موضح بالفعل ، فإن هذا ينطبق على المعادن. كان يعتقد أنه في توزيع الشحنات (تشكيل إمكانات القاعة) ، سيتم تشكيل ناقلات مشتركة عن طريق الإلكترونات (علامة سالب). ومع ذلك ، اتضح أن الإلكترونات لا يتم إنشاؤها في الحقل على الإطلاق. في الممارسة العملية ، يتم استخدام هذه الخاصية لتحديد كثافة ناقلات الشحن في مادة شبه موصلة.
لا يوجد أقل من ذلك هو تأثير هول الكمومي (1982)السنة). إنها إحدى خصائص الموصلية لغاز الإلكترون ثنائي الأبعاد (يمكن للجسيمات التحرك بحرية فقط في اتجاهين) تحت ظروف درجات الحرارة المنخفضة جدًا والمجالات المغناطيسية الخارجية العالية. عند دراسة هذا التأثير ، تم اكتشاف وجود "كسور". تم إجراء الانطباع بأن الشحنة لا تتكون من ناقلات مفردة (1 + 1 + 1) ، ولكن الأجزاء المكونة (1 + 1 + 0.5). ومع ذلك ، اتضح أنه لم يتم انتهاك أي قوانين. وفقا لمبدأ باولي ، فإن كل إلكترون في مجال مغناطيسي يخلق نوعا من الدوامة من كومة التدفق نفسه. مع زيادة كثافة المجال ، ينشأ وضع لا تكتمل فيه المراسلات "إلكترون واحد = دوامة واحدة". يحتوي كل جسيم على عدة كمات تدفق مغناطيسي. هذه الجسيمات الجديدة هي بالضبط سبب النتيجة الكسرية مع تأثير القاعة.
