Αν ρωτάς ένα πρόσωπο εξοικειωμένο με τη φυσική στοεπίπεδο μόνο των βασικών γνώσεων για το τι είναι αποτέλεσμα Hall και όπου εφαρμόζεται, δεν μπορείτε να πάρετε μια απάντηση. Παραδόξως, στην πραγματικότητα του σύγχρονου κόσμου αυτό συμβαίνει αρκετά συχνά. Στην πραγματικότητα, το φαινόμενο Hall χρησιμοποιείται σε πολλές ηλεκτρικές συσκευές. Για παράδειγμα, οι κάποιες δημοφιλείς μονάδες δισκέτας υπολογιστών προσδιορίζουν την αρχική θέση του κινητήρα με τη βοήθεια των γεννητριών Hall. Οι αντίστοιχοι αισθητήρες "μεταφέρθηκαν" στα σχήματα των σύγχρονων μονάδων δίσκου για CD (CD και DVD). Επιπλέον, τα πεδία εφαρμογής περιλαμβάνουν όχι μόνο διάφορα όργανα μέτρησης, αλλά και γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας που βασίζονται στη μετατροπή της θερμότητας σε ροή φορτισμένων σωματιδίων υπό τη δράση ενός μαγνητικού πεδίου (MHD).
Edwin Herbert Hall το 1879, πραγματοποιώντας πειράματα μεαγωγός, ανακάλυψε ένα φαινόμενο χωρίς αιτία, με την πρώτη ματιά, την εμφάνιση ενός δυναμικού (τάσης), στην αλληλεπίδραση ενός ηλεκτρικού ρεύματος και ενός μαγνητικού πεδίου. Αλλά για τα πάντα.
Ας κάνουμε ένα μικρό πείραμα σκέψης:πάρτε μια μεταλλική πλάκα και αφήστε το ηλεκτρικό ρεύμα να περάσει μέσα από αυτό. Στη συνέχεια, το τοποθετούμε σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο με τέτοιο τρόπο ώστε οι γραμμές ισχύος του πεδίου να είναι προσανατολισμένες κάθετα προς το επίπεδο της αγώγιμης πλάκας. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια διαφορά δυναμικού στα πρόσωπα (προς την κατεύθυνση του ρεύματος). Αυτό είναι το Hall effect. Ο λόγος για την εμφάνισή του είναι η διάσημη δύναμη του Lorentz.
Υπάρχει ένας τρόπος για τον προσδιορισμό της τιμής της προκύπτουσας τάσης (μερικές φορές αποκαλείται δυναμικό Hall). Η γενική έκφραση λαμβάνει τη μορφή:
Uh = Eh * Η,
όπου H είναι το πάχος της πλάκας. Eh είναι η εξωτερική ισχύς πεδίου.
Δεδομένου ότι το δυναμικό οφείλεται σετην ανακατανομή των φορέων φορτίου σε έναν αγωγό, τότε είναι περιορισμένη (η διαδικασία δεν συνεχίζει επ 'αόριστον). Η εγκάρσια μετατόπιση των φορτίων σταματά τη στιγμή που η τιμή της δύναμης Lorentz (F = q * v * B) εξισώνεται με την αντίδραση q * Eh (q είναι το φορτίο).
Δεδομένου ότι η πυκνότητα ρεύματος J είναι ίση με το προϊόν της συγκέντρωσης των φορτίων, η ταχύτητα και η μοναδιαία τιμή τους, δηλαδή,
J = n * q * v,
αντιστοίχως,
v = J / (q * n).
Αυτό συνεπάγεται (συνδέοντας τον τύπο με τη δύναμη):
Eh = Β * (J / (q * n)).
Συνδυάστε όλα τα παραπάνω και προσδιορίστε το δυναμικό Hall μέσω της τιμής του φορτίου:
Uh = (J * Β * Η) / η * q).
Το φαινόμενο Hall μας επιτρέπει να δηλώσουμε ότι μερικές φορές στοτα μέταλλα δεν παρατηρούνται με ηλεκτρονικό τρόπο, αλλά με αγωγιμότητα οπών. Για παράδειγμα, πρόκειται για κάδμιο, βηρύλλιο και ψευδάργυρο. Μελετώντας φαινόμενο Hall σε ημιαγωγούς, δεν υπήρχε καμία αμφιβολία ότι οι φορείς φορτίου - η «τρύπα». Ωστόσο, όπως ήδη αναφέρθηκε, αυτό ισχύει για τα μέταλλα. Θεωρήθηκε ότι, όταν η κατανομή του φορτίου (σχηματισμός κτιρίου αίθουσας) κοινή φορέα σχηματίζεται από ηλεκτρόνια (αρνητικό πρόσημο). Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι τα ηλεκτρόνια δεν δημιουργούνται στο πεδίο καθόλου. Στην πράξη, αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της πυκνότητας των φορέων φορτίου στο ημιαγωγού υλικού.
Δεν είναι λιγότερο γνωστό το φαινόμενο του κβαντικού Hall (1982έτος). Είναι μια από τις ιδιότητες της αγωγιμότητας ενός δισδιάστατου αερίου ηλεκτρονίων (τα σωματίδια μπορούν να κινούνται ελεύθερα μόνο σε δύο κατευθύνσεις) υπό συνθήκες υπεριωδών θερμοκρασιών και υψηλών εξωτερικών μαγνητικών πεδίων. Όταν μελετούσε αυτό το αποτέλεσμα, ανακαλύφθηκε η ύπαρξη «κλασματικότητας». Η εντύπωση έγινε ότι το φορτίο δεν σχηματίζεται από μεμονωμένους φορείς (1 + 1 + 1), αλλά από συστατικά μέρη (1 + 1 + 0,5). Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι δεν παραβιάζονται οι νόμοι. Σύμφωνα με την αρχή Pauli, γύρω από κάθε ηλεκτρόνιο σε ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται ένα είδος στροβίλου από τα κβάντα της ίδιας της ροής. Με την αυξανόμενη ένταση του πεδίου, δημιουργείται μια κατάσταση όπου η αλληλογραφία "ένα ηλεκτρόνιο = μία δίνη" παύει να ικανοποιείται. Κάθε σωματίδιο έχει πολλά ποσοτικά μαγνητικής ροής. Αυτά τα νέα σωματίδια είναι ακριβώς η αιτία του κλασματικού αποτελέσματος με το φαινόμενο Hall.
