霍尔效应英文解释翻译、霍尔效应的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 Hall effect

分词翻译：

霍尔的英语翻译：

【计】 Hoare

效应的英语翻译：

effect
【医】 effect

专业解析

霍尔效应（Hall Effect）是电磁学中的基础物理现象，指当电流垂直于外磁场方向通过导体或半导体时，在垂直于电流和磁场的方向上产生电势差的现象。该效应由美国物理学家埃德温·霍尔（Edwin Hall）于1879年发现，其英文术语为"Hall Effect"。

一、物理原理与公式

1. 机制解释

   载流子（电子或空穴）在磁场中受洛伦兹力（( mathbf{F} = q(mathbf{v} times mathbf{B}) )）作用发生偏转，导致电荷在材料两侧积累，形成横向电场 ( E_H )。当电场力与洛伦兹力平衡时，电势差稳定，称为霍尔电压（( V_H )）。

2. 数学表达

   霍尔电压公式为：

   $$ V_H = frac{I B}{n e d} $$

   其中：

   • ( I )：通过材料的电流
   • ( B )：垂直磁感应强度
   • ( n )：载流子浓度
   • ( e )：电子电荷量
   • ( d )：材料厚度

二、核心应用领域

1. 载流子类型与浓度测量

   通过霍尔电压极性可判断半导体材料以电子（n型）或空穴（p型）导电，结合公式可计算载流子浓度，是半导体表征的关键技术。

   来源：中国科学院物理研究所《半导体物理基础》

2. 磁场传感器

   霍尔元件将磁信号转为电信号，广泛应用于电机控制、位置检测（如汽车节气门位置传感器）及电流检测模块。

   来源：IEEE Transactions on Industrial Electronics

3. 量子霍尔效应

   在低温强磁场下出现量子化电导（( R_H = frac{h}{e} )），为电阻标准提供依据，1985年相关研究获诺贝尔物理学奖。

   来源：诺贝尔奖官网

三、技术演进与工业意义

• 从宏观到量子尺度：经典霍尔效应为基础，量子霍尔效应（整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应）推动了凝聚态物理前沿研究。
• 现代电子工业基石：集成电路中霍尔传感器用于非接触式测量，新能源汽车的电机控制系统依赖高精度霍尔元件实现高效能量转换。

  来源：美国物理学会（APS）《应用物理评论》

网络扩展解释

霍尔效应是电磁学中的重要现象，由美国物理学家埃德温·霍尔（Edwin H. Hall）于1879年发现。其核心描述为：当电流垂直于外磁场通过导体或半导体时，载流子受洛伦兹力作用发生偏转，在垂直于电流和磁场的方向上产生电势差（即霍尔电压）。

一、基本原理

1. 物理机制
   载流子（电子或空穴）在磁场中运动时受洛伦兹力作用偏转，导致材料两侧电荷积累形成横向电场。当电场力与洛伦兹力平衡时，电荷停止聚集，此时电势差即为霍尔电压。
   公式表达为：
   $$ V_H = frac{I B}{n e t} $$
   其中，$V_H$为霍尔电压，$I$为电流，$B$为磁感应强度，$n$为载流子浓度，$e$为电荷量，$t$为材料厚度。

2. 霍尔系数
   定义为$R_H = frac{1}{n e}$，反映材料特性：n型半导体（电子导电）$R_H$为负，p型半导体（空穴导电）$R_H$为正。

二、分类与扩展

霍尔效应根据条件不同分为四类：

1. 正常霍尔效应：经典条件下的线性电压响应。
2. 反常霍尔效应：无需外磁场，由材料自身磁化或拓扑性质引起。
3. 量子霍尔效应：低温强磁场下二维电子气的量子化现象，与拓扑绝缘体相关。
4. 自旋霍尔效应：自旋-轨道耦合导致自旋分离，产生横向电压。

三、应用领域

• 传感器技术：测量磁场强度、电流、位置等（如汽车ABS系统）。
• 材料科学：测定载流子类型、浓度及迁移率。
• 量子计算：量子霍尔效应为拓扑量子比特提供理论基础。

四、历史意义

霍尔效应不仅验证了金属中电子导电的微观机制，还为凝聚态物理开辟了新方向（如量子霍尔效应的发现者克劳斯·冯·克利钦获1985年诺贝尔奖）。

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