Halleffekt - fel i kursbok?

Det är lurigt det här med elektroner. Elektronen rör sig nedåt i figuren, men strömmen som den rörelsen motsvarar är uppåt (vilket du såklart vet). Riktningen av kraften som en laddad partikel i ett magnetfält påverkas av får du ut med högerhandsregeln (tre fingrar i obekväm ställning). Så länge du pekar "ström-fingret" i strömmens riktning så kommer kraftens riktning att bli rätt oavsett om det är en negativ partikel (elektron i ditt fall) som står för transporten eller en positiv partikel. Facit har rätt.

Förstår fortfarande inte. Om vi struntar i elektronen på bilden en liten stund och koncentrerar oss på den kraft en positiv laddning skulle utsättas för i detta scenario. Jag kan då inte få det till annat än att den kraften måste vara riktad åt vänster. Men på bilden är vänstersidan negativt laddad.

Det är riktigt som du skriver att en positivt ladda partikel också skulle dras till vänster om strömriktningen är densamma (uppåt). Polariteten på hallspänningen beror på om det är negativa eller positiva laddningsbärare. I det här fallet har du inga positiva laddningsbärare, så det faller liksom utanför uppgiften.

Som kuriosa finns det ett känt experiment inom halvledarteknik där man använder just den här egenskapen för att avgöra om laddningbärarna är positiva eller negativa. Genom att mäta polariteten (vilken sida som är + och -) på hallspänningen så går det att lista ut om det är elektroner eller hål (som positiva laddningsbärare kallas i halvledare) som leder stömmen.

baltax skrev:

Förstår fortfarande inte. Om vi struntar i elektronen på bilden en liten stund och koncentrerar oss på den kraft en positiv laddning skulle utsättas för i detta scenario. Jag kan då inte få det till annat än att den kraften måste vara riktad åt vänster. Men på bilden är vänstersidan negativt laddad.

Jag blir lite osäker på om jag förstår vad du menar. Vilken av krafterna förstår du inte? Den magnetiska? Men den magnetiska kraftens riktning har ingenting att göra med vilken av sidorna som är laddad.

JohanF skrev:

baltax skrev:

Förstår fortfarande inte. Om vi struntar i elektronen på bilden en liten stund och koncentrerar oss på den kraft en positiv laddning skulle utsättas för i detta scenario. Jag kan då inte få det till annat än att den kraften måste vara riktad åt vänster. Men på bilden är vänstersidan negativt laddad.

Jag blir lite osäker på om jag förstår vad du menar. Vilken av krafterna förstår du inte? Den magnetiska? Men den magnetiska kraftens riktning har ingenting att göra med vilken av sidorna som är laddad.

Ok, nu förstår jag inget. Vi får väl den inducerade spänningen (ie olika laddning på vänster och höger sida av metallplattan) som en effekt av att partiklarna påverkas av just en magnetisk kraft (Fm i figuren)? Sedan bildas ju så klart en elektrisk kraft åt andra hållet när partiklar med olika laddning hamnar på olika ställen. Det är ju kampen mellan dessa båda krafter som bestämmer den inducerade spänningens storlek enligt $\epsilon =vBl$?

baltax skrev:

JohanF skrev:

Visa föregående citat

baltax skrev:

Förstår fortfarande inte. Om vi struntar i elektronen på bilden en liten stund och koncentrerar oss på den kraft en positiv laddning skulle utsättas för i detta scenario. Jag kan då inte få det till annat än att den kraften måste vara riktad åt vänster. Men på bilden är vänstersidan negativt laddad.

Jag blir lite osäker på om jag förstår vad du menar. Vilken av krafterna förstår du inte? Den magnetiska? Men den magnetiska kraftens riktning har ingenting att göra med vilken av sidorna som är laddad.

Ok, nu förstår jag inget. Vi får väl den inducerade spänningen (ie olika laddning på vänster och höger sida av metallplattan) som en effekt av att partiklarna påverkas av just en magnetisk kraft (Fm i figuren)? Sedan bildas ju så klart en elektrisk kraft åt andra hållet när partiklar med olika laddning hamnar på olika ställen. Det är ju kampen mellan dessa båda krafter som bestämmer den inducerade spänningens storlek enligt $\epsilon =vBl$?

Hur stor är den magnetiska kraften på en laddad partikel i ett magnetfält? (Dvs hur lyder formeln)

F=qvB

PerEri skrev:

Det är riktigt som du skriver att en positivt ladda partikel också skulle dras till vänster om strömriktningen är densamma (uppåt). Polariteten på hallspänningen beror på om det är negativa eller positiva laddningsbärare. I det här fallet har du inga positiva laddningsbärare, så det faller liksom utanför uppgiften.

Som kuriosa finns det ett känt experiment inom halvledarteknik där man använder just den här egenskapen för att avgöra om laddningbärarna är positiva eller negativa. Genom att mäta polariteten (vilken sida som är + och -) på hallspänningen så går det att lista ut om det är elektroner eller hål (som positiva laddningsbärare kallas i halvledare) som leder stömmen.

Efter lite tankearbete tror jag att jag är med på det du skriver. Om jag tidigare haft en uppgift där en elektron rört sig snarare än en positiv laddning, så är enda modifikationen jag gjort att vända tumriktningen så att den är motsatt elektronens riktning (dvs i strömriktningen), i fallet ovan skulle det bli det uppåt. Kraften blir då mycket riktigt till vänster. Tack för hjälp.

baltax skrev:

F=qvB

Den magnetiska kraften beror då inte av väggarnas laddning, eller hur! Varken storlek eller riktning.

JohanF skrev:

baltax skrev:

F=qvB

Den magnetiska kraften beror då inte av väggarnas laddning, eller hur? Varken storlek eller riktning.

Jag tror vi egentligen är överens om kausaliteten. Jag tänker så här. Vi har en ström som går uppåt i figuren. Då påverkas de enskilda partiklarna som rör sig av kraften F=qvB. I fallet ovan betyder detta att elektronerna påverkas av en kraft till vänster och börjar accelerera ditåt. Vi får de en viss polaritet. Men så fort elektroner börjar flytta sig så uppstår även ett elektriskt fält, som påverkar elektronerna i figuren med kraften F=Eq=Uq/l åt höger. När dessa båda krafter balanserar varandra har vi vår inducerade spänning enligt

$qvB=\frac{Uq}{l} \iff vB=\frac{U}{l}\iff U=vBL$

Det är alltså den elektriska och magnetiska krafterna som tillsammans skapar polariteten. Riktningen på magnetfältet bestämmer i detta sammanhang polariteten. Det var det jag menade.

Dock är det ju så klart inte tvärtom, att magnetfältet i sig skulle påverkas av polariteten, men det har jag inte sagt heller.

baltax skrev:

JohanF skrev:

Visa föregående citat

baltax skrev:

F=qvB

Den magnetiska kraften beror då inte av väggarnas laddning, eller hur? Varken storlek eller riktning.

Jag tror vi egentligen är överens om kausaliteten. Jag tänker så här. Vi har en ström som går uppåt i figuren. Då påverkas de enskilda partiklarna som rör sig av kraften F=qvB. I fallet ovan betyder detta att elektronerna påverkas av en kraft till vänster och börjar accelerera ditåt. Vi får de en viss polaritet. Men så fort elektroner börjar flytta sig så uppstår även ett elektriskt fält, som påverkar elektronerna i figuren med kraften F=Eq=Uq/l åt höger. När dessa båda krafter balanserar varandra har vi vår inducerade spänning enligt

$qvB=\frac{Uq}{l} \iff vB=\frac{U}{l}\iff U=vBL$

Det är alltså den elektriska och magnetiska krafterna som tillsammans skapar polariteten. Riktningen på magnetfältet bestämmer i detta sammanhang polariteten. Det var det jag menade.

Dock är det ju så klart inte tvärtom, att magnetfältet i sig skulle påverkas av polariteten, men det har jag inte sagt heller.

Jag tror du förstår. Men du skrev:

”Jag kan då inte få det till annat än att den kraften måste vara riktad åt vänster. Men på bilden är vänstersidan negativt laddad.”

vilket jag tolkade som att du höll med bildens riktning på Fm, men inte fick ihop det med att Fm var riktad mot negativt laddad sida. Men det var inte riktigt så det skulle tolkas.