Блог Федора Сарафанова

Эффект Холла

При помещении проводника с постоянным током в магнитное поле в проводнике возникает поперечная разность потенциалов, называемая "холловским напряжением".




Обозначим плотность тока:

$$j=\frac{I}{S}$$

Распишем ток:

$$I=\frac{dQ}{dt}=\frac{qnvS\,dt}{dt}=qnvS,$$

где $n$ - концентрация заряда по объему.

Отсюда

$$v=\frac{I}{qnS}$$

В случае магнитного поля, перпендикулярного проводнику,

$$F_\text{л}=|q[\vec{v}\times\vec{B}]|=qvB$$

Или

$$F_\text{л}=\frac{BI}{qnS}=\frac{jB}{n}$$

Отток зарядов прекратится, когда $F_{E_2}=F_\text{л}$:

$$\frac{jB}{n}=qE_2=\frac{qU}{d}$$

Отсюда создаваемая разность потенциалов будет $U=jBd\frac{1}{qn}.$

Коэффициент $R_h=\frac{1}{qn}$ называют постоянной Холла.