Efekt Halla i jego konsekwencja

Czytelnik znajdzie tu informacje o efekcie Halla - zjawisku fizycznym często używanym przez człowieka w różnych dziedzinach jego działalności. Uwzględnione zostaną różne aspekty tego zjawiska, jego główne cechy i właściwości, znaczenie i miejsca, w których ten efekt jest zaangażowany.

Zjawisko zjawiska Halla

Efekt Halla to pojawienie się różnicy potencjałów poprzecznych w przypadku przewodnika prąd stały w polu magnetycznym (m. p.). Odkrycie dokonał E. Hall w 1879 r. W wyniku pracy ze złotymi płytkami o małej grubości. Ten efekt służy jako przejaw jednej z części składowych sił magnetycznych Lorentza.

Przegląd procesu

Rozważmy efekt Halla z punktu widzenia występowania procesów w pewnym przewodniku, używając najprostszego przykładu. Załóżmy, że znajduje się pasek, który się trzyma prąd elektryczny i jednocześnie jest w m. o słabym potencjale i pod napięciem wektora pola elektrycznego E. Będąc w takich warunkach, nośnik ładunku (n. h.) będzie odbiegał od m. do jednej z powierzchni pręta lub przeciwnie. do pola elektrycznego lub wzdłuż ruchu samego nośnika. Kryterium małości w tym przypadku będzie koniecznością, dla której n. h nie zaczyna poruszać się wzdłuż transcendentalnej krzywej samolotu.

W wyniku tego procesu siła Lorentza stworzy warunki powodujące akumulację ładunków z ujemnym wskaźnikiem, po jednej stronie pręta, a dodatni ładunek będzie gromadził się po drugiej stronie. Nagromadzenie ładunku nastąpi do momentu, w którym uzyskane pole może zrekompensować element magnetyczny złożonej siły Lorentza. Wielkość prędkości elektronowej wyraża się gęstością prądu. R _H , który w tym przypadku jest równy i proporcjonalny do E ₁ i jB. Zjawisko to nazywane jest stałą Hali lub jej współczynnikiem.

Takie przybliżenie nosi znak stałej Hali i zależy od n. h Umożliwia to określenie ich rodzaju dla dużej liczby metali. Na przykład niektóre metale w polu o wysokiej wytrzymałości mają pozytywny znak _RH , co tłumaczy się kwantową i półklasyczną teorią ciał stałych.

Anomalia

Nieprawidłowy efekt Halla jest jednym z elementów tego zjawiska fizycznego. Zdarzenie jest reprezentowane w przejściu prostopadłego napięcia w przewodzie, przez które przepływa określony prąd. Cały proces odbywa się pod nieobecność dołączonej stałej m. Innymi słowy, jest to wydarzenie fizyczne podobne do efektu Halla, z tą różnicą, że efekt obserwuje się przy braku zewnętrznego m. O stałej wartości.

Głównym warunkiem, bez którego kontemplacja tego zjawiska, anomalii efektu Halla, jest niemożliwa, jest nieprzestrzeganie niezmienności odnoszącej się do czasu odwrotnego typu w systemie. Przykład takiej anomalii można prześledzić w próbkach poddanych magnetyzacji.

Jaka jest esencja efektu kwantowego?

Kwantowy efekt Halla to proces, który kwantyfikuje Halla lub dwuwymiarowe przewodnictwo elektronowe gazu w niskich temperaturach i mocny tt W 1980 r. Klaus von Klitzing, G. Dorda i M. Pepper odkryli ten efekt, za co zostali później nagrodzeni Nagroda Nobla.

Efekt kwantowy zaczyna objawiać się w przewodach płaskich. Znajdując się w silnym polu magnetycznym (elektronicznym gazie kwadratowym), prowadzą one do pojawienia się wyżej wspomnianego oporu Halla.

Istnieje ułamkowa sala kwantowa związana z restrukturyzacją fundamentalnej natury struktur wewnętrznych konstrukcje elektroniczne dwuwymiarowy płyn. Taki proces jest możliwy w obecności mp. Jeszcze więcej mocy.

Zmiana oporu elektronicznego

Magnetoopór jest przejawem zmian w oporze elektronicznym różnych materiałów w polu magnetycznym. Zasadniczo są to wszelkie zmiany w przepływie prądu przez próbki w warunkach przyłożonego napięcia i zmian w polu magnetycznym. Każda substancja ma pewną magnetooporność. W przewodach zdolnych do przewodzenia prądu bez oporu istnieje pojęcie krytycznego pola magnetycznego, które zakłóca przepływ efektu i powoduje, że substancje przyjmują stan standardowy, w którym ponownie będzie obserwowany opór. Normalne metale wyrażają ten efekt słabiej. Z kolei półprzewodniki mogą zmienić względny opór na sto, a nawet dziesięć tysięcy razy więcej niż w jakimkolwiek metalu.

Edwin Hall przeprowadził wiele eksperymentów mających na celu znalezienie wzrostu wskaźników oporności dyrygenta, wszystko również zostało użyte przez mp. Jednak im słabsi. Efekt nie jest zarejestrowany. Takie zjawisko nie odpowiada następstwom teorii metali, ale skrupulatne i dokładne obliczenia w warunkach polowych pokazują raczej ich magnetooporność.

Aktualne odchylenie w efekcie spinu

Efekt Halla zawiera kolejne zjawisko fizyczne, mianowicie efekt wirowania Halla, który został przewidziany przez diakonów w połączeniu z Perelem już w 1971 roku. W rzeczywistości ma to miejsce, gdy nośniki prądu o przeciwnym kierunku obrotu są odchylane w różnych kierunkach, leżąc prostopadle do pola. Warunkiem koniecznym jest brak pola magnetycznego w przewodniku niemagnetycznym. Uwzględnia się zewnętrzny (związany z rozproszeniem charakteru zależnego od spinu) i wewnętrzny (związany z interakcją typu spin-orbita) spinu e-t.

Obszary zastosowania

E-Hall znajduje swoje zastosowanie w wielu dziedzinach ludzkiej działalności, na przykład umożliwia określenie wskaźnika mobilności i koncentracji n. z., a czasami typ nośnika ładunku. Efekt Halla w półprzewodnikach i metalach jest uważany za doskonały sposób badania własności półprzewodnikowych, co wyjaśnia powyższa umiejętność określania różnych charakterystyk nośników ładunku.

Czujnik Halla to urządzenie działające w oparciu o ten efekt. Mierzy taką charakterystykę m. P. Jako napięcie. Takie czujniki są używane w silniki zaworów, bezszczotkowy charakter, a także w silnikach elektrycznych. Ich zadaniem jest realizacja sprzężenia zwrotnego w odniesieniu do położenia wirnika, a ich funkcja jest podobna do funkcji kolektora DCT. Takie urządzenia są często określane jako czujnik położenia wirnika.

Miejsca aplikacji:

1. Elektroniczny układ zapłonowy w silnikach o spalaniu wewnętrznym.
2. Wentylatory komputerów i urządzeń podobnych do nich, a także dyski twarde.
3. Elektroniczne kompasy smartfonów jako wykonawca pracy fizycznej mają właśnie takie czujniki umieszczone w magnetometrze.
4. Instrumenty zaprojektowane do pomiaru bezstykowego natężenia prądu również wykorzystują czujnik Halla.
5. Silniki rakietowe typu jonowego działają na bazie hali.

Wyniki

Efekt Halla znajduje swoje zastosowanie w najróżniejszych dziedzinach przemysłu i jest dość ważnym odkryciem niezbędnym do działania wielu nowoczesnych urządzeń, bez których nie można tego teraz zrobić. Efekt ten zawiera również wiele komponentów kompozytowych w postaci kwantowego efektu Halla lub jego anomalii, efektu spinowego elektronu i magnetorezystancji. Zasadniczo opiera się na różnicy powstającej w potencjałach w pozycji poprzecznej i wystawionej na stały prąd na przewodzie w silnym m.