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Hall-Effekt

Geräte und deren Funktion:
Teslameter mit Hall-Sonde zur Messung der magnetischen Flussdichte,
Stabmagnet zur Bereitstellung eines Magnetfeldes.

Versuchsaufbau: Hier fehlt ein Bild!!!

Versuchsdurchführung:
Das Teslameter wird eingeschaltet und die Hall-Sonde wird langsam auf einen Pol des Stabmagnetens zubewegt. Die Hall-Sonde wir um 90° gedreht.

Versuchsbeobachtungen:
Das Teslameter zeigt die magnetische Flussdichte an. Sie wird umso stärker je näher die Sonde an den Pol des Stabmagnetens gelangt. Dreht man die Sonde um 90° so sinkt die Flussdichte auf null.

Versuchserklärung:

Durch das Anlegen einer Spannung entsteht ein Elektronenfluss. Wenn dieser Leiter in einem magnetischen Feld ist, tritt der sogenannte Halleffekt ein. Die dann herrschende Lorentzkraft lenkt die Elektronen nach oben (oder unten) ab und dadurch entsteht an der einen Seite ein Elektronenüberschuss und an der anderen ein Elektronenmangel. Dieser Überschuss und dieser Mangel verursachen ein elektrisches Feld. Dieses elektrische Feld wirkt eine Kraft auf die Elektronen aus, die entgegengerichtet der Lorentzkraft wirkt.
Wenn beide Kräfte gleichgroß sind, gleichen sie sich gegenseitig aus. Diese dann vorhandene Spannung wird als Hallspannung bezeichnet und folgendermaßen berechnet:



mit den Größen:
I = Stromstärke, B = magnetische Flussdichte, d = Dicke der Probe
A_H = Hallkonstante (hängt ab von dem jeweiligen Stoff)

Je größer die magnetische Flussdichte oder die Stromstärke durch den Leiter ist, desto größer ist die Lorentzkraft die auf die Elektronen des Leiters wirkt und dementsprechend größer ist auch die Hallspannung.

Erstellt von Lisa Hentzschler 9.3.2014