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霍尔效应
28.11
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。
Edwin H. Hall 在 1879 年设计了一项实验,可用于识别导电材料中主要载流子的极性。 从历史的角度来看,这个实验首次证明了大多数金属中的载流子都是负的。
假设恒定磁场中宽度为 L 的金属板。 电子从右向左移动,因此它们所经历的磁力将电子推向平板的顶部边缘。 这会在板的顶部边缘留下多余的…