اثر هال ( به انگلیسی: Hall effect ) ، بیان می کند که اگر جریانی از یک رسانا در جهت عمود بر میدان مغناطیسی یکنواخت ( H ) اعمال شده عبور کند، رسانا دارای اختلاف پتانسیل ( Δ V ) میان رخ های عمود بر جهت جریان و میدان مغناطیسی خواهد شد. این پدیده به افتخار کاشف آن ادوین هال نام گذاری شده است.
اندازه اختلاف پتانسیل به صورت:
داده می شود؛ که N شمار حامل های جریان، e بار الکتریکی و d فاصله میان دو رخی است که در طول آن پتانسیل پدید می آید.
اثر هال در سال ۱۸۷۹ به وسیلهٔ ادوین هربرت هال در حالی که داشت روی دکترای خود در دانشگاه جانز هاپکینز در آمریکا کار می کرد، کشف گردید. اندازه گیری تأثیرات ریز در ابزاری که با آن کار می کرد، یک شاهکار تجربی بود که 18 سال پیش از کشف الکترون رخ داد.
ضریب هال، به صورت نسبت میدان الکتریکی القایی به حاصلضرب چگالی جریان و میدان مغناطیسی اعمالی تعریف می شود. این ضریب، یکی از خواص ماده ای است که َرسانا از آن ساخته شده، و مقدار آن به نوع، تعداد و ویژگی های حامل های باری که جریان را تشکیل می دهند، بستگی دارد.
اثر هال نتیجهٔ طبیعت جریان عبوری از رسانا است. جریان از حرکت تعداد زیادی حامل های بار تشکیل می شود که معمولاً الکترونها، حفره ها، یونها یا ترکیبی از این سه هستند. حامل های بار هنگام حرکت در میدانی که بر مسیر حرکت آن ها عمود است، نیرویی را تجربه می کنند، که نیروی لورنتس نامیده می شود. وقتی چنین میدان مغناطیسی ای حاضر نباشد، بارها تقریباً به صورت مستقیم حرکت می نمایند. اما وقتی یک میدان مغناطیسی عمود اعمال شود، مسیر آن ها منحرف می شود و روی یکی سطوح ماده تجمع می کنند. نتیجهٔ این امر به جای ماندن بارهای مساوی اما با علامت مخالف در سطح دیگر خواهد بود، یعنی همان جایی که کمبود حامل بار وجود دارد؛ و بدین ترتیب یک توزیع نامتقارن از چگالی بار در سطح عنصر هال به وجود می آید که جهت آن عمود بر میدان مغناطیسی و جهت حرکت حامل های بار است. جدا شدن بارها یک میدان الکتریکی ایجاد می کند که با ادامهٔ مهاجرت بارها مخالفت خواهد کرد؛ بنابراین یک اختلاف پتانسیل ثابت تا زمانی که جریان ادامه داشته باشد به وجود خواهد آمد.
برای یک فلز ساده که تنها یک نوع حامل بار ( الکترون ها ) در آن وجود دارد، ولتاژ هال ( V H ) ، به صورت زیر بدست می آید:
که در آن I جریان عبوری از طول صفحه، B چگالی شار مغناطیسی، d عمق صفحه، e بار الکتریکی الکترون و n چگالی حامل های بار الکتریکی است.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفاندازه اختلاف پتانسیل به صورت:
داده می شود؛ که N شمار حامل های جریان، e بار الکتریکی و d فاصله میان دو رخی است که در طول آن پتانسیل پدید می آید.
اثر هال در سال ۱۸۷۹ به وسیلهٔ ادوین هربرت هال در حالی که داشت روی دکترای خود در دانشگاه جانز هاپکینز در آمریکا کار می کرد، کشف گردید. اندازه گیری تأثیرات ریز در ابزاری که با آن کار می کرد، یک شاهکار تجربی بود که 18 سال پیش از کشف الکترون رخ داد.
ضریب هال، به صورت نسبت میدان الکتریکی القایی به حاصلضرب چگالی جریان و میدان مغناطیسی اعمالی تعریف می شود. این ضریب، یکی از خواص ماده ای است که َرسانا از آن ساخته شده، و مقدار آن به نوع، تعداد و ویژگی های حامل های باری که جریان را تشکیل می دهند، بستگی دارد.
اثر هال نتیجهٔ طبیعت جریان عبوری از رسانا است. جریان از حرکت تعداد زیادی حامل های بار تشکیل می شود که معمولاً الکترونها، حفره ها، یونها یا ترکیبی از این سه هستند. حامل های بار هنگام حرکت در میدانی که بر مسیر حرکت آن ها عمود است، نیرویی را تجربه می کنند، که نیروی لورنتس نامیده می شود. وقتی چنین میدان مغناطیسی ای حاضر نباشد، بارها تقریباً به صورت مستقیم حرکت می نمایند. اما وقتی یک میدان مغناطیسی عمود اعمال شود، مسیر آن ها منحرف می شود و روی یکی سطوح ماده تجمع می کنند. نتیجهٔ این امر به جای ماندن بارهای مساوی اما با علامت مخالف در سطح دیگر خواهد بود، یعنی همان جایی که کمبود حامل بار وجود دارد؛ و بدین ترتیب یک توزیع نامتقارن از چگالی بار در سطح عنصر هال به وجود می آید که جهت آن عمود بر میدان مغناطیسی و جهت حرکت حامل های بار است. جدا شدن بارها یک میدان الکتریکی ایجاد می کند که با ادامهٔ مهاجرت بارها مخالفت خواهد کرد؛ بنابراین یک اختلاف پتانسیل ثابت تا زمانی که جریان ادامه داشته باشد به وجود خواهد آمد.
برای یک فلز ساده که تنها یک نوع حامل بار ( الکترون ها ) در آن وجود دارد، ولتاژ هال ( V H ) ، به صورت زیر بدست می آید:
که در آن I جریان عبوری از طول صفحه، B چگالی شار مغناطیسی، d عمق صفحه، e بار الکتریکی الکترون و n چگالی حامل های بار الکتریکی است.
wiki: اثر هال