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霍爾效應英文解釋翻譯、霍爾效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 Hall effect

分詞翻譯:

霍爾的英語翻譯:

【計】 Hoare

效應的英語翻譯:

effect
【醫】 effect

專業解析

霍爾效應(Hall Effect)是電磁學中的基礎物理現象,指當電流垂直于外磁場方向通過導體或半導體時,在垂直于電流和磁場的方向上産生電勢差的現象。該效應由美國物理學家埃德溫·霍爾(Edwin Hall)于1879年發現,其英文術語為"Hall Effect"。

一、物理原理與公式

  1. 機制解釋

    載流子(電子或空穴)在磁場中受洛倫茲力(( mathbf{F} = q(mathbf{v} times mathbf{B}) ))作用發生偏轉,導緻電荷在材料兩側積累,形成橫向電場 ( E_H )。當電場力與洛倫茲力平衡時,電勢差穩定,稱為霍爾電壓(( V_H ))。

  2. 數學表達

    霍爾電壓公式為:

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

    其中:

    • ( I ):通過材料的電流
    • ( B ):垂直磁感應強度
    • ( n ):載流子濃度
    • ( e ):電子電荷量
    • ( d ):材料厚度

二、核心應用領域

  1. 載流子類型與濃度測量

    通過霍爾電壓極性可判斷半導體材料以電子(n型)或空穴(p型)導電,結合公式可計算載流子濃度,是半導體表征的關鍵技術。

    來源:中國科學院物理研究所《半導體物理基礎》

  2. 磁場傳感器

    霍爾元件将磁信號轉為電信號,廣泛應用于電機控制、位置檢測(如汽車節氣門位置傳感器)及電流檢測模塊。

    來源:IEEE Transactions on Industrial Electronics

  3. 量子霍爾效應

    在低溫強磁場下出現量子化電導(( R_H = frac{h}{e} )),為電阻标準提供依據,1985年相關研究獲諾貝爾物理學獎。

    來源:諾貝爾獎官網

三、技術演進與工業意義

網絡擴展解釋

霍爾效應是電磁學中的重要現象,由美國物理學家埃德溫·霍爾(Edwin H. Hall)于1879年發現。其核心描述為:當電流垂直于外磁場通過導體或半導體時,載流子受洛倫茲力作用發生偏轉,在垂直于電流和磁場的方向上産生電勢差(即霍爾電壓)。

一、基本原理

  1. 物理機制
    載流子(電子或空穴)在磁場中運動時受洛倫茲力作用偏轉,導緻材料兩側電荷積累形成橫向電場。當電場力與洛倫茲力平衡時,電荷停止聚集,此時電勢差即為霍爾電壓。
    公式表達為:
    $$ V_H = frac{I B}{n e t} $$
    其中,$V_H$為霍爾電壓,$I$為電流,$B$為磁感應強度,$n$為載流子濃度,$e$為電荷量,$t$為材料厚度。

  2. 霍爾系數
    定義為$R_H = frac{1}{n e}$,反映材料特性:n型半導體(電子導電)$R_H$為負,p型半導體(空穴導電)$R_H$為正。

二、分類與擴展

霍爾效應根據條件不同分為四類:

  1. 正常霍爾效應:經典條件下的線性電壓響應。
  2. 反常霍爾效應:無需外磁場,由材料自身磁化或拓撲性質引起。
  3. 量子霍爾效應:低溫強磁場下二維電子氣的量子化現象,與拓撲絕緣體相關。
  4. 自旋霍爾效應:自旋-軌道耦合導緻自旋分離,産生橫向電壓。

三、應用領域

四、曆史意義

霍爾效應不僅驗證了金屬中電子導電的微觀機制,還為凝聚态物理開辟了新方向(如量子霍爾效應的發現者克勞斯·馮·克利欽獲1985年諾貝爾獎)。

分類

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