Если спросить человека, знакомого с физикой на nivel de solo conocimiento básico de qué es un efecto Hall y dónde se aplica, no se puede obtener una respuesta. Sorprendentemente, en las realidades del mundo moderno esto sucede con bastante frecuencia. De hecho, el efecto Hall se usa en muchos dispositivos eléctricos. Por ejemplo, las unidades de disco una vez populares de la computadora determinaron la posición inicial del motor con la ayuda de generadores Hall. Los sensores correspondientes "migraron" a los esquemas de unidades modernas para CD (tanto CD como DVD). Además, los campos de aplicación incluyen no solo varios instrumentos de medición, sino incluso generadores de energía eléctrica basados en la conversión de calor en un flujo de partículas cargadas bajo la acción de un campo magnético (MHD).
Эдвин Герберт Холл в 1879 году, проводя опыты с placa de conductor, descubrió un fenómeno sin causa, a primera vista, de la aparición de un potencial (voltaje), en la interacción de una corriente eléctrica y un campo magnético. Pero sobre todo en orden.
Hagamos un pequeño experimento mental:toma una placa de metal y deja pasar la corriente eléctrica a través de ella. A continuación, lo colocamos en un campo magnético externo de tal manera que las líneas de intensidad de campo se orientan perpendicularmente al plano de la placa conductora. Como resultado, aparece una diferencia de potencial en las caras (en la dirección de la corriente). Este es el efecto Hall. La razón de su aparición es la famosa fuerza de Lorentz.
Hay una manera de determinar el valor del voltaje resultante (a veces llamado el potencial de Hall). La expresión general toma la forma:
Uh = Eh * H,
donde H es el espesor de la placa; Eh es la intensidad del campo externo.
Dado que el potencial viene deLa redistribución de los portadores de carga en el conductor, es limitada (el proceso no continúa indefinidamente). El movimiento transversal de las cargas cesará en el momento en que el valor de la fuerza de Lorentz (F = q * v * B) sea igual a la acción de q * Eh (q es la carga).
Dado que la densidad de corriente J es igual al producto de la concentración de carga, su velocidad y el valor unitario de q, es decir,
J = n * q * v,
por consiguiente
v = j / (q * n).
De aquí le sigue (habiendo conectado la fórmula con intensidad):
Eh = B * (J / (q * n)).
Combinemos todo lo anterior y determinemos el potencial de la sala a través del valor del cargo:
Uh = (J * B * H) / n * q).
El efecto Hall sugiere que a vecesEn metales, no electrones, pero se observa conductividad de los orificios. Por ejemplo, es cadmio, berilio y zinc. Al estudiar el efecto Hall en los semiconductores, nadie dudó de que los portadores de carga son "agujeros". Sin embargo, como ya se ha indicado, esto también se aplica a los metales. Se creía que en la distribución de cargas (la formación del potencial de Hall), el vector común estaría formado por electrones (signo negativo). Sin embargo, resultó que en el campo la corriente no es creada por electrones en absoluto. En la práctica, esta propiedad se utiliza para determinar la densidad de los portadores de carga en un material semiconductor.
No menos conocido es el efecto Hall cuántico (1982año). Es una de las propiedades de la conductividad de un gas de electrones bidimensional (las partículas pueden moverse libremente solo en dos direcciones) en condiciones de temperaturas ultrabajas y campos magnéticos externos elevados. Al estudiar este efecto, se descubrió la existencia de "fraccionamiento". Parecía que la carga no estaba formada por portadores individuales (1 + 1 + 1), sino por partes componentes (1 + 1 + 0.5). Sin embargo, resultó que no se violan las leyes. De acuerdo con el Principio de Pauli, alrededor de cada electrón en un campo magnético crea una especie de vórtice a partir de los cuantos de la corriente. A medida que aumenta la intensidad de campo, surge una situación cuando la correspondencia "un electrón = un vórtice" deja de cumplirse. Cada partícula tiene varios cuantos de flujo magnético. Estas nuevas partículas son solo la razón del resultado fraccionario en el efecto Hall.
