霍尔效应

当垂直于电流流动施加磁场时,磁场会在电流中产生电阻。这是起作用的洛伦兹力,可以在霍尔效应中很好地观察到。

电流受磁场的影响。当垂直于电流流动施加磁场时,磁场会在电流中产生电阻。这是一种表现洛伦兹力,它将电流中带负电的电子推向由左手定则.这种电子运动产生微弱但可测量的电流潜在的差异,或电压,与电流和外加磁场垂直。这就是所谓的霍尔效应,以美国物理学家埃德温·霍尔的名字命名,他发现了这一现象1879.这种效应在薄金属中特别明显,在低密度等离子体(导电电离气体)中也很容易观察到,如本教程中所述的荧光灯。

的末端霍尔效应管(带有微量氖气体的真空)连接到一个电池.一根较小的管子与较大的管子相交;连接到它的两端是电极,连接到一个电压表检测电压。请注意,由于电池提供的电流的激发,管中的霓虹灯发出荧光(发光)。这种电流反映在流量上电子,在这里被描绘成黄色的小颗粒。调整磁铁的位置滑块移动有力永久磁铁更接近霍尔效应管。检查电压表;霍尔效应导致a霍尔电压与主电流垂直。观察电子流对磁场的反应。用蓝色做实验翻转磁铁而且翻转电池按钮,看看这是如何影响电位差的。点击电场线方框将显示工作中的无形磁力,并帮助你可视化这一点。

在半导体中也可以看到类似的效应,霍尔效应在半导体芯片上集成电路的设计中起着很大的作用。在大多数导体中,如金属,霍尔效应是非常小的,因为电子的传导密度非常大,漂移速度(带电粒子的不稳定性)非常小,即使在最高的电流密度下也是如此。因此,霍尔效应在大多数电路和器件中被认为是不重要的,在许多关于电和磁的文本中也没有提到。然而,在半导体和大多数实验室等离子体中,电流密度比金属中小许多数量级,霍尔效应相应地更大,而且通常很容易观察到。一些测量磁场的装置利用半导体作为传感元件,被称为霍尔探头

最后修改于2019年6月17日