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홀효과 실험보고서
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1.실험 주제:Hall effects, UV-Vis spctrometer
2.실험 목적: 홀 효과 및
3.이론
3.1. 홀 효과 (hall effects)
전류와 자기장에 의해 모든 전도체 물질에 나타나는 효과이다. 전류가 흐르는 전기 전도체에 수직하게 자기장이 걸릴 때, 전류와 자기장의 방향에 수직하게 걸리는 전압을 홀전압이라 한다. 고전적 이론은 로런츠 힘을 사용하는 방법으로 약한 자기장,상대적으로 높은 온도에서 아주 유용하다.
한 종류의 전하 운반자 (여기에서는 전자)만이 있는 도체판에서, 홀 전압 VH 은
이고 여기서 I는 판 위로 흐르는 전류, B는 수직으로 걸린 자기장, d는 판의 두께, q는 전자의 전하 n 은 전하 운반자 밀도다.
홀 계수는 다음과 같이 정의된다.
여기에서 j는 전하를 운반하는 전자의 전류 밀도이고, Ey는 유도된 전기장이다. SI단위를 사용할 때 이는
가 된다.
따라서, 홀 효과는 전하 운반자 밀도나 자기장을 측정하는데 유용하다.
[그림1.홀 전압 방향]
① 도체에 전류가 흐르고 있고 이때 자유전자는 전류의 반대방향으로 이동한다. ② 여기에 자기장을 가하거나 접근시키게되면 홀효과(halleffect)에 의해 이동하던 자유전자가 플레밍의 왼손법칙에 따라 로런츠의 힘을 받고 이동방향이 휜다. ③ 홀효과에 의해 전위차가 발생하고 이러한 기전력에 의해 설치된 회로에는 홀전압(hall voltage)이 형성된다. 전류의 이동방향이 바뀌거나 자기장의 방향이 바뀌면 홀효과와 홀전압도 그에 따라 반대가 된다. 자…
① 도체에 전류가 흐르고 있고 이때 자유전자는 전류의 반대방향으로 이동한다. ② 여기에 자기장을 가하거나 접근시키게되면 홀효과(halleffect)에 의해 이동하던 자유전자가…
이때, hh는 플랑크 상수, ee는 기본 전하량이다.