Физика проводников и диэлектриков. Плотников В.П. - 63 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

j
dx
dT
w τ=
, (10.6)
где −τ коэффициент Томсона, зависящий от природы материала;
−
j
плотность тока.
В более нагретом конце тепловые скорости электронов выше, поэтому их диффузия к холодной
части больше, чем в обратном направлении. Соответственно энергия в нагретом конце больше. Если ток
течет в направлении возрастания температуры, то электроны перенесут в холодную часть дополнитель-
ную энергию, выделяющуюся в виде дополнительного тепла и наоборот.
10.2 ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ
10.2.1 Эффект Холла (1880)
В проводящей пластине, помещенной в магнитное поле, при прохождении по ней электрического
тока
I
возникает разность потенциалов U в направлении, перпендикулярном вектору магнитной ин-
дукции B
r
и направлению тока. Эффект обусловлен действием силы Лоренца на заряды, движущиеся в
проводнике.
На рис. 10.2 показана проводящая пластина шириной d , заданы взаимно перпендикулярные на-
правления тока
I
и вектора B
r
однородного магнитного поля, а также направления скоростей движения
заряженных частиц V
r
и действия силы Лоренца
Л
F
r
. В случае а) ток создается движением положитель-
ных зарядов (полупроводники −p типа с дырочной проводимостью), а в случае б) – отрицательных (ме-
таллы и полупроводники −n типа).
Сила Лоренца изменяет траектории движения заряженных частиц.
В результате на рис. 10.2 и положительные и отрицательные заряды смещаются к верхней грани, сооб-
щая ей соответствующий по знаку заряд. Нижние грани заряжаются противоположным зарядом. На обеих
частях рисунка между верхней и нижней гранью возникает разность потенциалов U.
Установившееся электрическое поле препятствует перемещению зарядов под действием силы Ло-
ренца. При достижении равновесия
элЛ
FF
=
, или qEqVB = , (10.7)
откуда напряженность электрического поля
VBE
=
. (10.8)
Воспользуемся известным выражением плотности тока
qnVj
=
, (10.9)
откуда скорость заряженных частиц
qn
j
V =
. (10.10)
Подставим полученное выражение в (10.8):
B
qn
j
E = . (10.11)
Выразим разность потенциалов между гранями через напряженность и расстояние между гранями
d
с учетом (10.11):
djB
qn
EdU
1
== . (10.12)
B
r
B
r
Л
F
r
Л
F
r
V
r
V
r
)а )б
2.10.Рис
I
I
d
d
10 2
а) б)

Страницы