Holo efektas

Šiam straipsniui ar jo daliai . Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami su šaltiniais.

Holo efektas – magnetiniame lauke esančiame laidininke, kuriuo teka elektros srovė, susidaręs potencialų skirtumas. Šis potencialų skirtumas susidaro tarp sienelių, lygiagrečių srovės tekėjimo krypčiai.

Šį reiškinį 1879 m. atrado Edvinas Holas.

Fizikinis paaiškinimas

Eksperimentiškai buvo nustatyta, kad susidarantis potencialų skirtumas

${\displaystyle U_{H}=R_{H}{\frac {IB}{d}}}$

kur

${\displaystyle R_{H}\;}$ – proporcingumo (Holo konstanta)

${\displaystyle I\;}$ – laidininku tekančios srovės stipris

${\displaystyle B\;}$ – magnetinio lauko indukcija

${\displaystyle d\;}$ – laidininko storis

Elektros srovei tekant laidininku, esančiu magnetiniame lauke, ją sudarantys krūvininkai veikiami Lorenco jėga. Jeigu magnetinio lauko nebūtų, krūvininkai laidininku keliautų tiesia linija, tačiau Lorenco jėga nukreipia juos kurio nors laidininko krašto link. Dėl to krūvininkai pasislenka vieno krašto link ir šitaip laidininke susidaro netolygus krūvių pasiskirstymas. Viename iš kraštų elektronų yra daugiau negu kitame krašte, tad tarp priešingų laidininko kraštų susidaro potencialų skirtumas.

Didžiausias potencialų skirtumas būna tada, kai laidininkas į magnetinio lauko jėgų linijas atsisukęs statmenai. Jei laidininkas orientuotas lygiagrečiai magnetinio lauko jėgų linijoms, tai potencialų skirtumas nesusidaro (kaip būtų ir tuo atveju, jei magnetinio lauko nebūtų apskritai).

Teorinis išvedimas

Didėjant potencialų skirtumui ateina toks laikas, kai krūvininkus nukreipianti Lorenco jėga ${\displaystyle F_{L}\;}$ susilygina su jėga, kuria dėl Holo įtampos atsirandantis elektrinis laukas ${\displaystyle E_{H}\;}$ veikia krūvininkus. Tada sistema pereina į pusiausvyros būseną:

${\displaystyle {\begin{aligned}qE_{H}&=qv_{d}B\\E_{H}&=v_{d}B\\U_{H}&=v_{d}Bl\\U_{H}&={\frac {1}{qn}}\cdot {\frac {IB}{d}}\end{aligned}}}$

Šis teorinis Holo efekto išvedimas, besiremiantis mikroskopiniu srovės stiprio apibrėžimu ir faktu, kad laidininko plotas ${\displaystyle S=ld\;}$, atskleidžia, kad Holo konstanta

${\displaystyle R_{H}={\frac {1}{qn}}}$

kur

${\displaystyle q\;}$ – vieno krūvininko krūvis

${\displaystyle n\;}$ – krūvininkų koncentracija

Pagal Holo konstantą galima nustatyti krūvininkų ženklą. Holo efektas taikomas , elektrinių ir magnetinių dydžių davikliuose, skaičiavimo elementuose ir keitikliuose.