2.3.5. Эффект Холла
Одним из проявлений магнитной составляющей силы Лоренца в веществе служит эффект, обнаруженный в 1879 г. американским физиком Э.Г. Холлом (1855-1938). Эффект состоит в возникновении на боковых гранях проводника с током, помещенного в поперечное магнитное поле, разности потенциалов, пропорциональной величине тока I и индукции магнитного поля В.
Рассмотрим эффект, обусловленный действием лоренцевой силы f на свободные заряды в проводнике. Представим себе проводник с током I в виде плоской ленты, расположенной в магнитном поле с индукцией B, направленной от нас (рис. 2.3.12).
В случае, изображенном на рис. 2.3.12, а, верхняя часть проводника будет заряжаться отрицательно, в случае 2.3.12, б - положительно.
Это позволяет экспериментально определить знак носителя заряда в проводнике.
При равной концентрации носителей заряда обоих знаков возникает холловская разность потенциалов, если различна подвижность, т.е. дрейфовая скорость носителей заряда.
Подсчитаем величину холловской разности потенциалов (Ux).
Пусть Ex - напряженность электрического поля, обусловленного
ЭДС Холла; h - толщина ленты проводника;
...
Перераспределение зарядов прекратится, когда сила qEx уравновесит лоренцеву силу, т.е.
...
Плотность тока j = nvq, отсюда
|