Эффект Холла

Американский ученый Э. Холл обнаружил, что в проводнике, помещенном в магнитное поле, возникает разность поперечная потенциалов в направлении, перпендикулярном вектору магнит­ной индукции и току I, вследствие действия силы Лоренца на заряды, движущиеся в этом проводни­ке (рис. 6.10).

Опыт показывает, что попереч­ная разность потенциалов пропорциона­льна плотности тока j, магнитной ин­дукции B и расстоянию d между электро­дами:

U = R d j B, (.)

где R - постоянная Холла, зависящая от рода вещества.

Эффект Холла объясняется электронной теорией и является следствием существования силы Лоренца.

Допустим, что электроны движутся с упорядоченной средней скоростью v и на каждый электрон действует сила Лоренца, равная eBv. Под ее действием электроны смещаются так, что одна из граней образца зарядится отрицательно, другая - поло­жительно и внутри образца возникнет электрическое поле, т. е. evB= eE.

Следовательно, поперечная разность потенциалов равна U = Ed = vdB.

Среднюю скорость и электронов можно выразить через плот­ность тока j, так j = nev, поэтому

U= djB.

Приравнивая это выражение формуле (), получаем R=1/(ne). Постоянная Холла зависит от концентрации электронов. Поэто­му, измеряя постоянную R, можно определить концентрацию электронов внутри проводника.