post

فلزات در قرن 19 تا الان مورد توجه خاصی قرار داشتند. به خصوص برای دانشمندان چون ارنست رادر فورد، هایزنبرگ، آلبرت آنیشتین، نیلز بور و … قرار داشتنتد.

مهمترین خصوصیتی که این توجه را القا می نمود خاصیت رسانا بودن و دارا بودن الکترون های آزاد آنها می باشد.

در قرن 19 که فیزک کوانتوم مطرح شد، بررسی بر روی فلزات بیشتر از قبل صورت گرفت.

خلاصه ای از کوانتوم:

مکانیک کوانتومی توضیح واضح تر و دقیق تر از بررسی ذرات زیر اتمی و ساختار مواد می باشد. فیزیک کوانتومی بر اثاث تابش الکترو مغناطیسی و حرکت ذره ای می باشد.

یکی از آزمایش هایی که بر فلزات انجام شد آزمایش اثر هال می باشد.

آزمایش اثر هال:

معرفی اثر حال:

 يکي از پديده های هال جالب توجه مبحث مغناطيسي است که در سال 1879 به وسيله ادوين هر برت هال کشف شد و اثر هال ناميده شد. هال در آن زمان دانشجوي دانشگاه جانزها پکینز

بود و بعدها به استادی دانشگاه هاروارد  رسيد.

 اثر هال از حرکت ذرات باردار در دو ميدان توام الکتريکي، مغناطيسي ناشي مي شود. وقتي يک جريان الکتريکي در طول يک رسانا يا نيم رسانای تيغه اي شکل بر قرار باشد، در اين رسانا ( يا نيم رسانا ) در ميداني مغناطيسي عمود بر سطع تيعه باشد .بر همکنش حامل هاي بار و ميدان مغناطيسي موجب مي شود که يک اختلاف پتانسيل الکتريکي به تدريج در راستاي عمود بر ميدان مغناطيسي، جريان الکتريکي در رسانا يا نيم رسانا به وجود آيد. فرض کنيد که در يک تيغه رسانا يا نيم رسانا به شکل مکعب مستطيل و به سطح مقطع ab، جرياني الکتريکي به شدت I، در راستاي محور x بر قرار باشد.پس از برقراري جريان الکتريکي، حامل Y بار يک سرعت پيشروي Vd پيدا مي کنند که در مورد  الکترون 2 در خلاف جهت و در مورد حفره ها در جهت ميدان الکتريکي است. در غياب ميدان مغناطيسي، اختلاف پتانسيل بين نقاط P و Q ديواره هاي جانبي، که در روي يکي از صفحات هم پتانسيل قرار دارند. برابر صفر است. اکنون اگر يک ميدان مغناطيسي B، در جهت محور Z ( عمود برE سطح تيغه)بر این تیغه اعمال شود در نتیجه نیروی لورنتس ناشی از میدان مغناطیسی حامل های بار به  قسمت ديواره هاي جانبي منحرف می شوند و در اين ديواره ها انباشته میشوند و در نتيجه يک اختلاف پتانسيل فزاينده: VH بين ديواره هاي جانبي به وجود مي آيد که نتيجه آن توليد يک ميدان الکتريکي  E در جهت محور Y است. پس حامل های بار تحت تاثیرنیروی حاصل از این میدان الکتریکی اضافی هم قرار می گیرند وقتی دو نیروی ناشی از میدان الکتریکی هال و ميدان مغناطيسي اعمال شد.( که در دوجهت مخالف يکديگرند) مساوي هم شوند حامل های بار ديگر تمايلي به تجمع در ديواره ها نشان نمی دهند و حالت تعادل بر قرار و افزايش اختلاف پتانسيل متوقف مي شود. البته اگر شدت ميدان B  افزايش يابد- الکترون هاي بيشتري به طرف ديواره منحرف مي شوند و در نتيجه اختلاف پتانسيل افزايش مي يابد. اين پتانسيل به پتانسيل هال معروف است.

اثر هال

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *