Hall Voltage and Charge Carriers

Hall voltage and charge carriers are explained through Edwin H. Hall’s 1879 experiment. His setup helped identify the polarity of the main charge carriers in a conducting material. It also showed, for the first time, that the charge carriers in most metals are negative.

A metal slab is placed in ...

考虑一个载有电流的矩形导体，其电荷载流子为电子。当施加一个垂直于导体平面的磁场时，沿直线运动的电子会因受到偏转的磁力作用而发生漂移。

电子在导体的一侧聚集，导致另一侧出现多余的正电荷。这种电荷分离在导体内部形成电场，电场对每个电子施加一个与磁场力方向相反的电场力。

在平衡状态下，电场力的大小与磁场力相平衡，从而阻止电子进一步漂移。导体两侧之间的电势差即为霍尔电压。

通过用电流表示漂移速度，霍尔电压也可用于测量载流子的数密度。

霍尔探针通过霍尔电压和导体的已知参数来测量未知磁场的强度。

这一发现的一个重要应用在于，霍尔电压的极性可以表明导体中的载流子是带负电还是带正电。