Mavzu: Xoll effekti va uning qo’llanish turlari
REJA:
1.
Edven Xoll tajribasi
2.
Xoll doimiysi nima
3.
Yarim o’tkazgichlarda Xoll effekti
4.
Xoll effati va uning qo’llanishi
1879-yilda amerikalik fizik Edvin Xoll qiziq bir fizik tajriba o‘tkazdi. U yupqa to‘rtburchak oltin plastinani kuchli magnit maydoniga, ushbu magnit maydoni tekisligiga perpendikulyar tarzda joylashtirdi. Keling, x va x’ o‘sha tilla to‘rtburchakning ikkita qarama-qarshi tomonini ifodalasin; y va y‘ esa qolgan yana ikkita qarama-qarshi tomoni bo‘lsin. Olim tilla to‘rtburchakning x va x’ tomonlariga batareykaning qutblarini uladi va tok x yo‘nalishda oqishni boshladi. Shunda Xoll hayrat bilan shuni kuzatdiki, y va y’ tomonlar orasida ham muayyan elektr kuchlanishi yuzaga keldi. Ushbu kuchlanish esa, tokning zichligi va magnit maydoni qiymati Bz ning ko‘paytmasiga proporsional ekan. Ko‘p yillar mobaynida, Xoll effektidan amaliy foydalanish sohasini topish qiyin bo‘ldi. Chunki, bunda hosil bo‘layotgan kuchlanish qiymati juda past edi. Lekin, ushbu effekt, XX-asrning ikkinchi yarmida butun dunyo bo‘ylab son-sanoqsiz sondagi ilmiy tadqiqotlar va tajriba-sinov ishlanmalarida anchayin foydali manba sifatida qo‘llanildi. Aytish joizki, Xoll tomonidan bunday past kuchlanishni kashf qilishi, elektron kashf qilinishidan naq 18-yil avvalroq sodir bo‘lgan edi.
Xoll konstantasi RH - induksiyalangan elektr maydoni Ey ning, tok zichligi jx va Bz ko‘paytmasi bilan o‘zaro nisbatiga teng:
y o‘qi bo‘ylab yuzaga keladigan kuchlanish va tok kuchining o‘zaro nisbati xoll qarshiligi deyiladi. Xoll konstantasi ham, xoll qarshiligi ham qaralayotgan moddaning xossasi bo‘ladi. Xoll effekti magnit maydoni va tok tashuvchilarining zichligini o‘lchashda juda ham qo‘l keluvchi muhim fizik effekt bo‘lib chiqdi. Biz ataylab, «tok tashuvchilari» degan jumlani qo‘llamoqdamiz. Chunki, biz bilgan elektr tokini nafaqat elektronlar, balki boshqa turdagi zaryadlangan zarralar ham tashishi mumkin. Masalan, musbat zaryadlangan tok tashuvchilaridan teshiklarni eslash o‘rinli.
Hozirgi kunda Xoll effektidan foydalanib ishlovchi qurilmalar talaygina. Xususan, magnit maydonini yoki suyuqlik oqimlarini qayd qiluvchi datchiklari, bosim datchiklari, hamda, avtomobilni o‘t oldirish taqsimlagichlari shular jumlasidandir. 1980-yilda nemis fizigi Klaus fon Klitsing kvant miqyosidagi Xoll effektini ham kashf qildi. Aniqlanishicha, kuchli magnit maydoni va past haroratlarda, xoll qarshiligining magnit maydoni bilan bog‘liqlik grafigida sakrashlar kuzatilar ekan Magnit maydonda harakatlanayotgan elektr zaryadga ta’sir Lorens kuchining mavjudligi X o l l e f f e k t i deb og‘diradi. Natijada plastinkaning tok va magnit maydon yo‘nalishiga parallel M va N sirtlarida zaryadlar to‘plana boshlaydi, sirtlar orasida U =ϕ1—ϕ2 potensiallar ayirmasi hosil bo‘ladi. Uning kattaligi
U= Rh ihB
ifoda orqali topiladi, bu yerda: h —plastinkaning kengligi, Rh—
X o l l d o i m i y s i deb ataladigan kattalik bo‘lib, uning qiymati plastinka
materialiga bog‘liq. Xoll effektini metallarning elektron nazariyasi asosida
tushuntirish mumkin. Magnit maydon bo‘lmaganda plastinkadagi tok Eo
elektr maydon bilan belgilanadi . Bu maydonning ekvipotensial sirtlari Eo
vektorga perpendikular tekisliklardan iborat. Har bir sirtning barcha nuqtalaridagi
potensial bir xil bo‘ladi. Shunday ekan, bir ekvipotensial sirtda yotgan a1 va a2
nuqtalardagi potensial ham bir xil va bu nuqtalar orasidagi potensiallar farqi nolga
teng. Agar plastinka metalldan yasalgan bo‘lsa, u holda tok tashuvchilar erkin
elektronlar bo‘lib, ularning tartibli harakat tezliklari u tok zichligi i vektori
yo‘nalishiga qarama-qarshi yo‘nalgan bo‘ladi. Magnit maydon kiritilganda har bir
elektronga plastinkaning M va N tomonlariga perpendikular bo‘lgan h tomoni
bo‘ylab yo‘nalgan L F Lorens kuchi ta’sir etadi. Natijada elektronlar
plastinkaning yuqori (M ) sirti tomon og‘adi. Bu hol M sirtda
ortiqcha manfiy zaryadlarning, pastki N sirtda esa, mos holda,
musbat zaryadlarning to‘planishiga olib keladi. Demak, qo‘shimcha
B E elektr maydon hosil bo‘ladi. Bu elektr maydonning zaryadga ta’sir etuvchi
elektr kuchi magnit maydoni tomonidan shu zaryadga ta’sir etuvchi
Lorens kuchi bilan muvozanatlashgan vaqtdan boshlab, ko‘ndalang
yo‘nalishda zaryadlarning statsionar taqsimoti vujudga keladi.
|
