Der HallEffekt Referat Fach Physik Herr Bastgen Ausgearbeitet

Der Hall-Effekt Referat: Fach Physik, Herr Bastgen Ausgearbeitet von : Max Krischer, Alexander Riyahi Stufe 12 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 1

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Inhalt l Geschichte l Erklärung l Anwendung l Herleitung l Einflüsse auf den Hall-Effekt 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 2

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Die Anfänge… l 1879: Hall-Effekt wird Entdeckt l Edwin Herbert Hall entdeckt diesen Effekt im Zusammenhang mit seiner Doktorarbeit unter Henry Augustus Rowland Edwin Herbert Hall 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 3

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Erklärung Wenn Strom in einem Leiter senkrecht zu einem Magnetfeld fliesst, ensteht eine eletrische Spannung senkrecht zum Magnetfeld und zur Stromrichtung. Somit kann quer zum Stromfluss und zum Magnetfeld eine sog. Hallspannung gemessen werden. Sie dient zur Messung von Strömen (z. B. magnetische Flussdichte), zur Messung von Magnetfeldern sowie der Bestimmung der Geschwindigkeit der Elektronen in einem Leiter. (Hallspannung UH) (Hallkonstante AH, beschreibt die Stärke den Hall-Effekts) 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 4

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Grundprinzip 1. Elektronen 2. Hallsonde 3. Magneten 4. Magnetfeld 5. Spannungsquelle 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 5

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Anwendung Da die Messungen von Magnetfeldern nicht gerade zu den häufigsten Messungen gehören werden sie oft >>zweckentfremdet<< Zum Beispiel ob eine Autotür oder Klappe geschlossen ist. Betriebsicherer als mechanische Schalter da: • • • 09. 11. 2020 Keine Probleme durch Oxidation Keine Verschleißerscheinungen Keine Probleme durch Verschmutzungen oder Vibrationen Max Krischer - Alexander Riyahi 6

Inhalt Geschichte Beispiel: 09. 11. 2020 Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Anwendung Max Krischer - Alexander Riyahi 7

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Herleitung Lorentzkraft: Resultierende Kaft auf den Ladungsträger: 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 8

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Herleitung Der Einfachheit halber wird das Koordinatensystem so gelegt: Ladungsträger bewegen sich nur in x-Richtung Das Magnetfeld wirkt nur in z. Richtung Die y-Komponente der vorherigen Gleichung wird nach Kürzen von q zu: 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 9

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Quanten-Hall-Effekt Herleitung Nun wird die Formel der Stromdichte im Leiter nach vx aufgelöst und in die vorherige Gleichung eingesetzt Über 1 / nq wird die Hallkonstante AH ausgedrückt, welche die Stärke des Hall-Effekts beschreibt. 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 10

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Herleitung Um das Ganze etwas zu vereinfachen nehmen wir an das der Leiter, in dem eine Ladungstrennung stattgefunden hat, ein Plattenkondensator ist, was bedeutet: Das Ganze setzen wir dann in diese Gleichung ein: Bei dieser Gleichung können die Stromdichte Jx auch Jx = I /bd ausdrücken. Daraus folgt: Für die Hallspannung UH erhält man jetzt einen nur noch von einfachen messbaren Größen abhängigen Ausdruck 09. 11. 2020 Max Krischer - Alexander Riyahi 11

Inhalt Geschichte Erklärung Anwendung Herleitung Einflüsse auf den HE Einflüsse auf den Hall-Effekt 09. 11. 2020 Ø Der Koeffizienten des Hall-Effekts sind beeinflussbar durch die Temperatur. Bei den meißten Materialien steigen die Koeffizienten bei abnehmender Temperatur an Ø Selbst minimale Verunreinigungen sind in der Lage die Effekte stark zu beeinflussen Ø Die Effekte sind stark abhängig von dem benutzten Leiter, bzw. dessen Dicke und Leitfähigkeit Max Krischer - Alexander Riyahi 12

Wir danken für die Aufmerksamkeit Max Krischer, Alexander Ryahi Genutzte Quellen: l l 09. 11. 2020 http: //de. wikipedia. org/wiki/Hall-Effekt PDF Dokument „Der Hall-Effekt“ von Tobias Brinkert Max Krischer - Alexander Riyahi 13