近年來,有關霍爾效應的問題在各類考試中頻繁出現。在教學中霍爾問題也得到了格外的重視和不斷的挖掘。下面,對教學中涉及的幾個問題進行初步的探討,希望能起到拋磚引玉的作用。
一、什么是霍爾效應
對什么是霍爾效應,教材中有兩處敘述:
1.1879年,美國物理學家E.H.霍爾觀察到,在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導體,當磁場方向與電流方向垂直時,導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現了電勢差,后來,大家就把這個現象稱為霍爾效應。(人教版高中物理,第三版,下同。選修3-1,第103頁)
2.在一個很小的矩形半導體(例如砷化銦)薄片上,制作四個電極E、F、M、N,它就構成了一個霍爾元件。在E、F間通入恒定的電流I,同時外加與薄片垂直的磁場B,則薄片中的載流子就在洛倫茲力的作用下,向著與電流和磁場都垂直的方向漂移,使M、N間出現了電壓,稱為霍爾電壓。(選修3-2,第55頁)
在教學中就有學生提到:霍爾元件的材料到底是導體還是半導體呢?下面,我們推導霍爾電壓公式后再來解釋這問題。
二、霍爾電壓公式的