洁粉伦杂志网

美国科学杂志霍尔,美国 霍尔

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于美国科学杂志霍尔问题,于是小编就整理了3个相关介绍美国科学杂志霍尔的解答,让我们一起看看吧。

  1. 霍尔实验中Rh是什么?
  2. 电动车霍尔发明者是谁?
  3. 如何理解量子霍尔效应?

霍尔实验中Rh是什么

霍尔实验中 Rh 是霍尔电阻。
霍尔效应是一种电磁效应,当电流通过放在磁场中的导体时,磁场会对导体中的电子产生一个横向的力,这个力会使电子在导体中发生偏移,从而在导体两端产生电势差,这个电势差就是霍尔电压。而 Rh 则是在霍尔效应中,垂直于电流和磁场方向的电阻,它的大小与电流和磁场的强度有关。
在霍尔实验中,通常使用一个霍尔元件来测量 Rh。霍尔元件通常是由半导体材料制成的薄片,它具有高电阻和低电阻两个区域,当电流通过霍尔元件时,在磁场的作用下,半导体材料中的电子会发生偏移,从而在高电阻区域和低电阻区域之间产生电势差,这个电势差就是霍尔电压。
通过测量霍尔电压和电流的大小,可以计算出 Rh 的值,从而了解半导体材料的导电性质和磁场的强度。霍尔实验在物理学、电子学、材料科学等领域中都有广泛的应用,例如用于测量磁场强度、检测材料的导电性质、制造传感器等。

霍尔实验中,Rh是一个非常关键的物理量,通常被称为霍尔系数或霍尔常数。这个物理量用于描述霍尔电势差和磁场强度之间关系的强弱。
在磁场不太强时,霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比,与霍尔片的厚度δ成反比。这个关系可以用公式UH =RHIB/δ来表示,式中的RH就是霍尔系数。
霍尔系数的计算公式是RH=μ*ρ,其中μ代表电子迁移率,ρ代表霍尔片材料的电阻率。这个公式表明,霍尔系数实际上是霍尔片材料的电阻率与电子迁移率的乘积。
总的来说,霍尔系数Rh是霍尔效应中一个非常重要的物理量,它的大小直接影响到霍尔电势差的大小和方向。

美国科学杂志霍尔,美国 霍尔
图片来源网络,侵删)

电动车霍尔发明者是谁?

他是电动机和发电机原理的提出者及发电机的发明者,仅此功绩就足以使他成为电力时代的开创者

法拉第(Michael Faraday,1791~1867年),英国家、化学家。1791年9月22日生于伦敦。父亲是铁匠,母亲识字不多,法拉第从小生长在贫苦的家庭中,不可能受到较多的教育。9岁时,父亲去世了。法拉第不得不去文具店当学徒。1805年到书店图书装订工,这使他有机会接触到各类书籍。每当他接触到有趣的书籍时就贪婪地读起来,尤其是百科全书和有关电的书本,简直使他着了迷。繁重的体力劳动,无知和贫穷,都没有能阻挡法拉第向科学进军。

1867年8月25日***的法拉第在看到了自己理论后继有人,经典电磁学理论大厦完全竣工之后,坐在椅了上平静地离开了人间。

美国科学杂志霍尔,美国 霍尔
(图片来源网络,侵删)

如何理解量子霍尔效应?

如何理解量子霍尔效应,就得先理解霍尔效应,一起来看看吧!

霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机制时发现的。

霍尔效应的原理就是:当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。

美国科学杂志霍尔,美国 霍尔
(图片来源网络,侵删)

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场。在电场强度与洛伦兹力产生平衡之后,不再聚集,此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力,使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移,这个现象称为霍尔效应,而产生的内建电压称为霍尔电压。

量子霍尔效应(Quantum Hall effect),是霍尔效应的量子力学版本。一般看作是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称。

整数量子霍尔效应由马普所的德国物理学家冯·克利青发现。他因此获得1985年诺贝尔物理学奖。分数量子霍尔效应由崔琦、霍斯特·施特默和亚瑟·戈萨德发现,前两者因此与罗伯特·劳夫林分享1998年诺贝尔物理学奖。

整数量子霍尔效应最初在高磁场下的二维电子气体中观测到;分数量子霍尔效应通常在迁移率更高的二维电子气下才能观测到。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功在实验中从石墨分离出石墨烯,在室温下观察到量子霍尔效应。


量子霍尔效应是在极低的温度下电子在磁场方面的物理学理论,对效果的观察清楚地证实了量子力学作为一个整体。结果之精确,以至于电阻测量的标准使用了量子霍尔效应,这也支持了在超导体方面的应用。

埃德温·霍尔于1879年发现霍尔效应,当电流通过置于磁场中的导体时,霍尔效应被观察到。电荷载流子通常是电子,但也可以是质子,由于磁场的影响,会散射到导体的一侧。这种现象可以想象为一系列汽车在高速公路上行驶时,由于强风而被推到一边。当汽车试图向前行驶时,它们走了一条弯曲的道路,但被迫向侧面行驶。

导体两侧之间产生电位差。电压差非常小,是导体成分的函数。信号放大是基于霍尔效应制造有用仪器的必要条件。电势的不平衡是霍尔探针测量磁场的原理。

随着半导体的普及,物理学家开始对研究薄箔片中的霍尔效应感兴趣,电荷载流子基本上局限于二维运动。他们在强磁场和低温下给导电箔通电。电子没有看到在弯曲的连续路径中被侧向拉动,而是突然跳跃。当磁场强度改变时,特定能级的流动阻力会出现尖峰。在峰值之间,电阻下降到接近零的值,这是低温超导体的特征。

物理学家还意识到,引起电阻峰值所需的能级不是导体成分的函数。电阻峰值出现在彼此的整数倍处。这些峰值是如此的可预测和一致,以至于基于量子霍尔效应的仪器可以用来建立电阻标准。这些标准对于测试电子产品和确保可靠的性能至关重要。

量子霍尔理论原子结构的概念,即能量在亚原子水平上以离散的、完整的形式存在,早在1***5年就预测了量子霍尔效应。1980年,克劳斯·冯·克里津获得了诺贝尔奖,因为他发现量子霍尔效应确实是离散的,这意味着电子只能以明确定义的能量水平存在。量子霍尔效应已经成为支持物质量子性质的另一个论点。

到此,以上就是小编对于美国科学杂志霍尔的问题就介绍到这了,希望介绍关于美国科学杂志霍尔的3点解答对大家有用。

[免责声明]本文来源于网络,不代表本站立场,如转载内容涉及版权等问题,请联系邮箱:83115484@qq.com,我们会予以删除相关文章,保证您的权利。 转载请注明出处:http://www.kfpsw.com/post/45251.html

分享:
扫描分享到社交APP