霍尔效应的发现

《霍尔效应的发现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第26卷第儿期2007年11月大学物理CoLLE(；EPHYSICSV。126No11Nov2007霍尔效应的发现刘战存1，郑余梅2l首都师范大学物理系，北京100037；2北京人脯警察学院，北京102202摘要：介绍了霍尔的生平，回顾了霍尔在导师罗兰的指导下，发现霍尔效应的历程；分析了罗兰和霍尔在这一研究中发挥的重要作用，以及霍尔在研究工作中的严谨作风和顽强毅力．关键词：霍尔；罗兰；霍尔效应；麦克斯韦中图分类号：04—09文献标识码：A文章编号：1000—0712(2007)11．005l05当通有电流的导体或半导体置于与电流方向垂直的磁场中

2、时，在垂直于电流和磁场的方向，该导体或半导体的两侧会产生一个电势差，这种现象称为霍尔效应随着半导体技术的发展，霍尔效应和霍尔传感器在科研和工业生产中得到了非常广泛的应用，成为不可缺少的重要的测量手段和工具．在物理实验教学中，霍尔效应实验是一个很重要的内容因而，了解发现这一效应的物理学家霍尔的生平，了解霍尔作出这一重要发现的历史条件和创新过程也是很有意义的1生平霍尔(EdwinHerbeftHall，1855～1938)1855年11月7日生于美国缅因州的北戈勒姆(NorthGorham)，1875年以优异成绩毕业于鲍登(Bc)wdoin)学院，在从事了

3、两年教学后，兴趣转向了科学研究谈到自己由教学转向科学的动机时，霍尔说：“我经过两年的教学生涯后转向科学，是为了求得进步，也是为了满足我对知识和道德上趋于完美的标准，倒不是由于我对科学事业有强烈的热情，也不是感到自己有什么的特殊天赋”霍尔坦率地说明转向科学研究，是由于现实的需要，是为了使自己的知识更加完善他去了霍普金斯大学的研究生院，随罗兰(HenryAugustusRowland，1848—1901)教授学习物理学；1879年发现“霍尔效应”，作为他的学位论文的研究结果，1880年获博士学位．在霍普金斯大学工作一年，1881年夏天到欧洲访问，参观了亥姆

4、霍兹(HermannvonHelmholtz)的实验室，在这段时间他完成了对一些金属材料的霍尔效应的测量．秋天到哈佛大学任讲师，1888年任助理教授，1895年任教授，19“年被选人国家科学院，1914年任伦福德教授1921年成为荣誉退休教授【11但直到1938年逝世前不久，他仍一直在哈佛大学的实验室工作除了对霍尔效应进行过深入研究，他的主要研究方向是关于热现象的，如金属的热传导，液体的热行为，和各种热电效应，特别是汤姆孙效应．他在哈佛任教初期，为了提高入学学生的实验素质，编写了物理实验的教学要求，制定了高中生的40个物理实验，所用装置简单，对学生的训

5、练效果明显，影响很大；后来还写了一些论述基础物理教育的著作．1937年他接受了美国物理教师学会的“物理教师杰出贡献”奖章，成为该学会的第一位荣誉会员2霍尔效应的发现2．1问题的提出霍尔在阅读麦克斯韦的《电和磁》一书的有关部分时，注意到其中的一段话：“必须小心地记住，作用在穿过磁力线的有电流流过的导体上的机械力，不是作用在电流上的，而是作用在流过电流的导体上的”霍尔认为麦克斯韦这一论断与人们考虑这一情况时的直观推想是矛盾的不带电流的导线不会受到磁的作用，而通有电流的导线所受的作用力与电流的大小成正比，而作用力的大小通常与金属丝的尺寸和材料是没有关系的恰好

6、不久他又读到了瑞典物理学家ErikEd—lund1878年发表在《哲学杂志(PhMag．)》上的一收稿日期：2006一10—30；修回日期：2007一06—05作者简彳r：荆战存(1947～)，河北深泽人．首都师范大学物理系副教授，主要从事物理实验教学，研究方向为科学技术史(物理学史)万方数据大学物理第26卷篇论文“单极感应(unipolarInduction)”，在那里作者明确指出，磁场作用在一固定导体中的电流上，与它作用在自由移动的导体卜是完全相同的发现这两位物理学家的见解不同，请教了自己的导师罗兰教授罗兰说他也曾怀疑过麦克斯韦论断的真实性，以前也

7、为此仓促地做了一下实验，但没有成功．因为罗兰正忙于其他工作，没有打算立刻做进一步的研究．2．2初步的实验霍尔和罗兰最初考虑：“如果在固定导体中的电流本身会受到磁场的作用，电流会被吸引到导体的一侧，因此所产生的电阻应当增加”【2o霍尔设想如果将在磁场中的导线的截面做成三角形截面，并且旋绕导线时，有意识地使加上磁场力后，能将电流拖向金属丝截面的狭窄部分，这样应当能看到电阻的增加．他选择的金属丝为大约0．5lmm粗的银丝将好几段较短的这种细丝从钢板上的三角孔中拔出，则其截面成为三角形，再将一段段短细丝焊接成约O．9m长的一整根．将它绕在硬橡胶圆盘平面内的螺旋

8、槽里(绕好后的金属丝形状像扁平的螺旋弹簧)，用粘合剂将金属丝固定在槽内，再用另一个硬橡胶圆盘将