Электромагнетизм. Постоянный ток и его законы. Магнитное поле в вакууме и в веществе. Барсуков В.И. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

25. ЭФФЕКТ ХОЛЛА
В 1880 г. Э. Холл (США) обнаружил явление, названное поперечным гальваномагнитным эффектом или эффектом
Холла.
Суть явления заключается в возникновении ЭДС на гранях, поперечных току, в пластине, помещенной в магнитное по-
ле, где вектор индукции магнитного поля
B
r
перпендикулярен току I (рис. 37)
B
b
I
R=ε
холл2,1
, (25.1)
где
−R
коэффициент Холла.
Возникновение ЭДС на гранях пластины означает появление в проводнике сторонних сил.
В явлении Холла эту роль играют силы Лоренца. Разделение зарядов продолжается до выравнивания электрических и
сторонних сил
,
Лэлектр
FF
r
r
= при этом
холл2,12,1
ε
−
=
U .
Для длинной и широкой пластины поле однородно.
Поэтому
.
2,1
EaU = (25.2)
Так как
;
Л
BqF υ=
;
электр
qEF =
→ EB =υ .
Скорость
υ
можно определить из плотности тока,
,
υ
=
nqj
где, в свою очередь,
ab
I
S
I
j ==
. Тогда
B
b
I
nqabnq
IBa
Ba
nq
j
BaEaU
1
холл2,12,1
===υ==ε= . (25.3)
Если в (25.3)
nq
1
заменить на R, то получим формулу (25.1).
Полярность ЭДС определяется носителями зарядов в образце. Определяя
холл
ε
на опыте, можно определить характер проводимости в проводниках и полупровод-
никах.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ
26. НАМАГНИЧЕННОСТЬ МАГНЕТИКОВ
Все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т.е. приобретают вполне определенные магнитные мо-
менты и сами становятся источниками магнитного поля. При этом полное поле
B
r
в веществе (усредненное) складывается из
намагничивающего поля
0
B
r
и поля, возникшего в веществе B
′
r
, т.е. .
0
BBB
′
+=
r
v
r
Вещества, способные намагничиваться, называются магнетиками. В зависимости от того, как направлены в каждой точ-
ке магнетика поля
B
′
r
и
0
B
r
и как велико B
′
r
, по сравнению с
0
B
r
, все вещества делятся на диамагнетики (B
′
r
≤
0
B
r
,
B
′
r
↑↓
0
B
r
), парамагнетики ( B
′
r
≤
0
B
r
, B
′
r
↑↑
0
B
r
) и ферромагнетики ( B
′
r
≥
0
B
r
, B
′
r
↑↑
0
B
r
).
Действие любого из магнетиков можно формально свести к совокупности замкнутых элементарных токов. Ампер на-
звал их молекулярными токами (или микротоки). Каждый микроток имеет свое магнитное поле, характеризуемое магнитным
моментом
m
p
r
(рис. 38)
Sip
m
r
r
микро
= ,
где
−
микро
i
микроток; S
r
– вектор, численно равный площади, охватываемой микротоком.
В намагниченном веществе магнитные поля микротоков, складываясь, дают результирующее поле
B
′
r
, а магнитные мо-
менты – некоторый результирующий момент.
Магнитное состояние намагниченного вещества характеризуется вектором намагниченности или намагничения.
Вектор намагниченности J
r
– физическая векторная величина, характеризующая интенсивность намагничивания веще-
ства и равная магнитному моменту единицы объема вещества. Для однородного магнетика
V
p
J
V
m
∆
=
∑
∆
r
r
,
для неоднородного
.lim
0
V
p
J
V
m
V
∆
=
∑
∆
→∆
r
r
(26.1)
Магнетик называется однородным, если его магнитные свойства одинаковы во
всех его точках.
Рис. 38
Рис. 37

Страницы