《大学物理速率.ppt

1 其中载流子是电子，运动方向与电流流向相反，如果在垂直于电流方向加一均匀磁场，这些自由电子受洛仑兹力的作用，大小为 EH Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. V2 EH 洛仑兹力向上，使电子向上漂移，使得金属薄片上侧有多余负电荷积累，下侧缺少负电荷，有多余正电荷积累，结果在导体内形成附加电场，称霍尔电场。此电场给电子电场力与洛仑兹力反向，大小为 当Fe=FH 时不再有飘移，载流子正常移动。 V1 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 所以此时霍尔电场为 所以霍尔电势差为 当Fe=FH 时 导体中单位体积内的带电粒子数为n，则通过导体电流 代入上式得 霍尔系数为 又 若载流子为带正电的q 则霍尔系数为 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 霍尔效应的应用 2、根据霍耳系数的大小的测定， 可以确定载流子的浓度 n型半导体载流子为电子 p型半导体载流子为带正电的空穴 1、确定半导体的类型 霍耳效应已在测量技术、电子技术、计算技术等各个领域中得到越来越普遍的应用。 3、磁流体发电 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 电极 发电通道 导电气体 磁流体发电 导电气体 发电通道 电极 磁流体发电原理图 使高温等离子体（导电流体）以1000ms-1的高速进入发电通道（发电通道上下两面有磁极），由于洛仑兹力作用，结果在发电通道两侧的电极上产生电势差。不断提供高温高速的等离子体，便能在电极上连续输出电能。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 例1 把一宽为2.0cm，厚1.0cm的铜片，放在B=1.5T的磁场中，磁场垂直通过铜片。如果铜片载有电流200A，求呈现在铜片上下两侧间的霍耳电势差有多大？ 霍耳电势差 解 每个铜原子中只有一个自由电子，故单位体积内的自由电子数n即等于单位体积内的原子数。已知铜的相对原子质量为64，1 mol铜（ 0.064kg）有6.0×1023个原子（阿伏加得罗常数），铜的密度为9.0×103 kg/m3，所以铜片中自由电子的密度 霍耳效应 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 铜片中电流为200A时，霍耳电势差只有22μV，可见在通常情况下铜片中的霍尔效应是很弱的。 在半导体中，载流子浓度n远小于单位金属中自由电子的浓度，因此可得到较大的霍耳电势差。在这些材料中能产生电流的数量级约为1mA，如果选用和例中铜片大小相同的材料，取I=0.1mA，n=1020 m-3 ，则可算出其霍耳电势差约为9.4mV，用一般的毫伏表就能测量出来。 霍耳效应 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. S 一、安培力 洛伦兹力 由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力 . 安培定律 磁场对电流元的作用力 8-6 磁场对载流导线的作用 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 有限长载流导线所