什么是霍尔效应

磁场
2013-12-09 09:25

Alt 图1

如图所示,导体中通有电流,在垂直于电流的方向外加一磁场。导体中电子运动的方向与电流的方向相反,受到洛仑兹力的作用向上偏转,在导体的上侧堆积。电子堆的附近形成一个方向向上的电场,对后来的电子产生向下的电场力。

随着导体上侧堆积的电子越来越多,单个电子受到的电场力大小逐渐接近洛仑兹力,电子堆积的速度越来越慢,最终达到力的平衡。后来的电子能顺利通过不会偏移,此称为霍尔效应。平衡状态下电场中的电势差称为霍尔电压。

Alt 图2

设导体为长方体,横截面积,上下表面间距离为。电流自左向右流过,垂直于电流方向外加磁场的磁感应强度为

在电场力和磁场力平衡时,有

根据电流的微观表达式,有

电场强度

, 代入平衡关系式可得霍尔电压

其中, 为导体沿磁场方向的宽度,为单位体积中载流子的数量,为单个粒子的带电量。

Alt 图3

注意 由于载流子可能带正电荷或者负电荷,因此相同电流方向,内部的电场方向可能相反。

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如图所示,导体中通有电流,在垂直于电流的方向外加一磁场。导体中电子运动的方向与电流的方向相反,受到洛仑兹力的作用向上偏转,在导体的上侧堆积。电子堆的附近形成一个方向向上的电场,对后来的电子产生向下的电场力。

随着导体上侧堆积的电子越来越多,单个电子受到的电场力大小逐渐接近洛仑兹力,电子堆积的速度越来越慢,最终达到力的平衡。后来的电子能顺利通过不会偏移,此称为霍尔效应。平衡状态下电场中的电势差称为霍尔电压。

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设导体为长方体,横截面积,上下表面间距离为。电流自左向右流过,垂直于电流方向外加磁场的磁感应强度为

在电场力和磁场力平衡时,有

根据电流的微观表达式,有

电场强度

, 代入平衡关系式可得霍尔电压

其中, 为导体沿磁场方向的宽度,为单位体积中载流子的数量,为单个粒子的带电量。

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注意 由于载流子可能带正电荷或者负电荷,因此相同电流方向,内部的电场方向可能相反。

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如图所示,导体中通有电流,在垂直于电流的方向外加一磁场。导体中电子运动的方向与电流的方向相反,受到洛仑兹力的作用向上偏转,在导体的上侧堆积。电子堆的附近形成一个方向向上的电场,对后来的电子产生向下的电场力。

随着导体上侧堆积的电子越来越多,单个电子受到的电场力大小逐渐接近洛仑兹力,电子堆积的速度越来越慢,最终达到力的平衡。后来的电子能顺利通过不会偏移,此称为霍尔效应。平衡状态下电场中的电势差称为霍尔电压。

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设导体为长方体,横截面积,上下表面间距离为。电流自左向右流过,垂直于电流方向外加磁场的磁感应强度为

在电场力和磁场力平衡时,有

根据电流的微观表达式,有

电场强度

, 代入平衡关系式可得霍尔电压

其中, 为导体沿磁场方向的宽度,为单位体积中载流子的数量,为单个粒子的带电量。

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注意 由于载流子可能带正电荷或者负电荷,因此相同电流方向,内部的电场方向可能相反。

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