Hall-Effekt < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hi,
ich bin gerade dabei mir für eine Klausur eine kleine Zsf. zu schreiben. So jetzt mal meine Frage(n):
Habe ich was vergessen, außer dem kallibrieren des Hall-Plättchens?
Btw. warum kallibriere ich eigentlich die Hall-Sonde/Plättchen? (Hängt doch glaube ich zusammen das U(H) und B proportional sind wenn v konst ist???)
Soweit bis jetzt: Wenn die Elektronen im Leiter von nach + strömen (anschaulich von vorne nach hinten), werden sie durch die Lorentzkraft abgelenkt (Linke Hand Regel, im Bsp. nach unten).Unten im Plättchen sammeln sich Elektronen, oben entsteht ein Überschuss an positiver Ladung. So wird ein von oben (+) nach unten (-) gerichtetes Feld erzeugt. Es baut sich solange auf, bis die nach oben gerichtete Kraft F(el) genauso groß wie die Lorentzkraft F(l) ist. Es besteht Kräftegleichgewicht. Die Elektronen durchlaufen dann die Anordnung geradeaus, und man kann eine Spannung zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten des oberen und unteren Plättchenrandes messen. Sie heißt Hallspannung (nach E.Hall, Physiker). Im homogenen E-Feld gilt F(el)=qE und im homogenen B-Feld gilt F(l)=evB. Wegen F(el)=F(l) erhalten wir E=vB. Mit U(h)=Eh ergibt sich U(h)=Bvh. Das auftreten der Hallspannung nennt man Hall-Effekt. Geräte zur Messung, heißen Hallsonden. Anstelle von Metallen werden in Hallsonden n-Halbleiter benutzt, weil in diesen die Hallspannung größer ist. U(hall)=1/ne*(BI)/d. Bei Halbleitern ist die im Nenner stehende Elektronendichte n klein, also U(hall) groß. Man erhält also bei gleicher Stromstärke eine deutlich höher Hallspannung.
Im vorraus besten Dank.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:05 So 14.09.2008 | | Autor: | tathy |
Guten Abend!
> Soweit bis jetzt: Wenn die Elektronen im Leiter von nach
> + strömen (anschaulich von vorne nach hinten), werden sie
> durch die Lorentzkraft abgelenkt (Linke Hand Regel, im Bsp.
> nach unten).
Wenn sich der Leiter in einem Magnetfeld befindet, werden die [mm] e^{-} [/mm] durch die Lorentzkraft abgelenkt. Das solltest du vielleicht noch erwähnen. Du schreibst nur: "Wenn die Elektronen im Leiter von nach
+ strömen ..."
> Unten im Plättchen sammeln sich Elektronen,
> oben entsteht ein Überschuss an positiver Ladung.
Besser: In der nach unten gerichteten Seite des Plättchens kommt es zu einem Elektronenüberschuss, an der gegenüberliegenden Seite zu einem Elektronenmangel.
> So wird ein von oben (+) nach unten (-) gerichtetes Feld erzeugt.
> Es baut sich solange auf, bis die nach oben gerichtete
> Kraft F(el) genauso groß wie die Lorentzkraft F(l) ist. Es
> besteht Kräftegleichgewicht. Die Elektronen durchlaufen
> dann die Anordnung geradeaus, und man kann eine Spannung
> zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten des oberen und
> unteren Plättchenrandes messen. Sie heißt Hallspannung
> (nach E.Hall, Physiker). Im homogenen E-Feld gilt F(el)=qE
> und im homogenen B-Feld gilt F(l)=evB.
In der einen Formel steht [mm] F_{el}=q*E [/mm] und in der anderen rechnest du gleich mit Q=e. Besser gleich in beiden Formlen e schreiben.
> Wegen F(el)=F(l)
> erhalten wir E=vB. Mit U(h)=Eh ergibt sich U(h)=Bvh. Das
> auftreten der Hallspannung nennt man Hall-Effekt. Geräte
> zur Messung, heißen Hallsonden. Anstelle von Metallen
> werden in Hallsonden n-Halbleiter benutzt, weil in diesen
> die Hallspannung größer ist. U(hall)=1/ne*(BI)/d. Bei
> Halbleitern ist die im Nenner stehende Elektronendichte n
> klein, also U(hall) groß. Man erhält also bei gleicher
> Stromstärke eine deutlich höher Hallspannung.
Gut. Die Erklärung ist richtig!
> Btw. warum kallibriere ich eigentlich die
> Hall-Sonde/Plättchen? (Hängt doch glaube ich zusammen das
> U(H) und B proportional sind wenn v konst ist???)
Und noch zu deiner Frage: wenn die Driftgeschwindigkeit v der Elektronen konstant ist und auch die Höhe h des Halbleiterplättchens, gilt [mm] U_{Hall}\sim [/mm] B. So lässt sich die magnetische Feldstärke leicht bestimmten.
Gruß Tathy
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