Der Hall-Effekt - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann am 1. Dezember 2022 um 08:21 Uhr

2022-12-01T08:21:32Z

Patrick.Nordmann: /* Erklärung des Hall-Effekts mit der Lorentzkraft */

2022-11-21T23:47:31Z

‎Erklärung des Hall-Effekts mit der Lorentzkraft

Patrick.Nordmann: /* Erklärung des Hall-Effekts mit der Lorentzkraft */

2022-11-21T23:43:57Z

‎Erklärung des Hall-Effekts mit der Lorentzkraft

Patrick.Nordmann: /* Erklärung des Hall-Effekts mit der Lorentzkraft */

2017-10-29T05:20:45Z

‎Erklärung des Hall-Effekts mit der Lorentzkraft

Patrick.Nordmann: /* Anzahl der Ladungsträger pro Volumen */

2017-10-29T04:58:52Z

‎Anzahl der Ladungsträger pro Volumen

Patrick.Nordmann: /* Links */

2017-07-23T07:28:14Z

‎Links

Patrick.Nordmann: /* Links */

2017-07-23T07:21:55Z

‎Links

Patrick.Nordmann: /* Links */

2017-07-23T07:17:50Z

‎Links

Patrick.Nordmann: /* Berechnung der Hallspannung */

2017-07-23T06:17:25Z

‎Berechnung der Hallspannung

Patrick.Nordmann: /* Beobachtung und Messung */

2017-07-23T05:58:18Z

‎Beobachtung und Messung

@@ Zeile 191: / Zeile 191: @@
 * Wikipedia: dotierte Halbleiter
 * Video: [https://www.youtube.com/watch?v=zYGHt-TLTl4 Messen der Driftgeschwindigkeit in Halbleitern], youtube: "Minority Carriers" (Haynes & Shockley)
-* [http://tube.geogebra.org/m/60333 Animation des Halleffekts] (Matthias Hornof)
+* [https://www.geogebra.org/m/BcXH4pfw Animation des Halleffekts] (Matthias Hornof)
 *Video: [https://www.youtube.com/watch?v=xJi-FSMl3m8 Überprüfung von aktiven und passiven Raddrehzahlsensoren] (von "OSZLausitzKfz")

@@ Zeile 19: / Zeile 19: @@
 Diese Zeichnung zeigt das Plättchen im Magnetfeld. Durch die angelegte Spannung fließt ein Strom vom positiven Pol zum negativen Pol. Im Falle von Metallen sind die Ladungsträger negative Elektronen und bewegen sich vom Minus- zum Pluspol. Verwendet man p-dotierte Halbleiter, so wandern positive "Löcher" vom Plus- zum Minuspol.
-Die Zeichnung kann
+Die Zeichnung kann mit der rechten Maustaste gedreht werden.
-* mit "Strg" + linke Maustaste gedreht werden,
-* mit "Shift" + linke Maustaste verschoben werden
-:(klicken mit der linken Maustaste ändert die Verschiebungsrichtung) und
-* mit dem Mausrad vergrößert oder verkleinert werden.
 {{#widget:Iframe

@@ Zeile 26: / Zeile 26: @@
 {{#widget:Iframe
-|url=https://tube.geogebra.org/material/iframe/id/1436611/width/908/height/771/border/888888/rc/false/ai/false/sdz/true/smb/false/stb/false/stbh/true/ld/false/sri/true/at/auto
+|url=https://www.geogebra.org/material/iframe/id/HqKXyHZr/width/908/height/771/border/888888/sfsb/true/smb/false/stb/false/stbh/false/ai/false/asb/false/sri/false/rc/false/ld/false/sdz/false/ctl/false
 |width=605
 |height=514

@@ Zeile 17: / Zeile 17: @@
 Die Verschiebung der Elektronen verursacht andererseits ein elektrisches Feld, dass der Lorentzkraft entgegenwirkt. Deshalb stellt sich ein Gleichgewicht ein, bei dem die Lorentzkraft auf ein Elektron gleich der elektrischen Kraft ist.
-Diese Zeichnung zeigt das Plättchen im Magnetfeld. Durch die angelegte Spannung fließt ein Strom vom positiven Pol zum negativen Pol. Im Falle von Metallen sind die Ladungsträger negative Elektronen und bewegen sich vom Minus- zum Pluspol. Verwendet man p-dotierte Halbleiter, so können wandern positive "Löcher" vom Plus- zum Minuspol.
+Diese Zeichnung zeigt das Plättchen im Magnetfeld. Durch die angelegte Spannung fließt ein Strom vom positiven Pol zum negativen Pol. Im Falle von Metallen sind die Ladungsträger negative Elektronen und bewegen sich vom Minus- zum Pluspol. Verwendet man p-dotierte Halbleiter, so wandern positive "Löcher" vom Plus- zum Minuspol.
 Die Zeichnung kann

@@ Zeile 145: / Zeile 145: @@
 Das Kupfer hat also pro Volumen viel bewegliche Ladung zur Verfügung, das dotierte Germanium um den Faktor <math>10^8</math> weniger!
-Ein mol eines Stoffes enthält ca. <math>6\cdot 10^{23}</math> Atome. Das heißt, bei Kupfer stellt jedes Atom ein Elektron zum Ladungstransport zur Verfügung. Beim Germanium ist nur eines von 35 Millionen Atomen dotiert und stellt ein "Loch" zum Ladungstransport.
+Ein mol eines Stoffes enthält ca. <math>6\cdot 10^{23}</math> Atome. Das heißt, bei Kupfer stellt jedes Atom ungefähr ein Elektron zum Ladungstransport zur Verfügung. Beim Germanium ist nur eines von 35 Millionen Atomen dotiert und stellt ein "Loch" zum Ladungstransport.
 ==Versuch: Messen der Hall-Spannung==

@@ Zeile 203: / Zeile 203: @@
 * Animation: [https://www.leifiphysik.de/elektronik/einfuehrung-die-elektronik/eigenleitung-im-siliziumkristall Löcherleitung] (LEIFI)
-*[http://mascil.ph-freiburg.de/aufgabensammlung/experimente-mit-dem-smartphone/gruppe-3-experimente-mit-dem-magnetfeldsensor-und-mit-externen-sensoren Experimente mit dem Magnetfeldsensor eines Handys und anderen externen Sensoren] (Patrick Bronner (Friedrich-Gymnasium Freiburg / mascil project))
+*[http://mascil.ph-freiburg.de/aufgabensammlung/experimente-mit-dem-smartphone/gruppe-3-experimente-mit-dem-magnetfeldsensor-und-mit-externen-sensoren Experimente mit dem Magnetfeldsensor eines Handys und anderen externen Sensoren] (Patrick Bronner, Friedrich-Gymnasium Freiburg / mascil project)
 *[http://www.physi.uni-heidelberg.de/%7Eeisele/BlockkursSmartphone.pdf Smartphone im Physikunterricht] Hier werden unter anderem die Funktionsweise der Sensoren und auch eines Magnetfledsensors erklärt. (Prof. Dr. Franz Eisele, Physikalisches Institut der Universität Heidelberg)
 * Leybold: [https://www.ld-didactic.de/documents/de-DE/GA/GA/5/586/58681de.pdf Gebrauchsanleitung Halleffekt-Gerät (Silber) 586 81/84]

← Nächstältere Version		Version vom 23. Juli 2017, 07:21 Uhr
Zeile 205:		Zeile 205:
	*[http://mascil.ph-freiburg.de/aufgabensammlung/experimente-mit-dem-smartphone/gruppe-3-experimente-mit-dem-magnetfeldsensor-und-mit-externen-sensoren Experimente mit dem Magnetfeldsensor eines Handys und anderen externen Sensoren] (Patrick Bronner (Friedrich-Gymnasium Freiburg / mascil project))		*[http://mascil.ph-freiburg.de/aufgabensammlung/experimente-mit-dem-smartphone/gruppe-3-experimente-mit-dem-magnetfeldsensor-und-mit-externen-sensoren Experimente mit dem Magnetfeldsensor eines Handys und anderen externen Sensoren] (Patrick Bronner (Friedrich-Gymnasium Freiburg / mascil project))

		+	*[http://www.physi.uni-heidelberg.de/%7Eeisele/BlockkursSmartphone.pdf Smartphone im Physikunterricht] Hier werden unter anderem die Funktionsweise der Sensoren und auch eines Magnetfledsensors erklärt. (Prof. Dr. Franz Eisele, Physikalisches Institut der Universität Heidelberg)

	* Leybold: [https://www.ld-didactic.de/documents/de-DE/GA/GA/5/586/58681de.pdf Gebrauchsanleitung Halleffekt-Gerät (Silber) 586 81/84]		* Leybold: [https://www.ld-didactic.de/documents/de-DE/GA/GA/5/586/58681de.pdf Gebrauchsanleitung Halleffekt-Gerät (Silber) 586 81/84]

@@ Zeile 35: / Zeile 35: @@
 Um den Zusammenhang zwischen Hallspannung, Magnetfeldstärke, Stromstärke und den Materialeigenschaften des Leiters zu untersuchen, macht man zwei Ansätze:
 #Die Lorentzkraft auf die Ladungen ist gleich der elektrischen Kraft.
 :: <math>F_E=F_L</math>
-Man setzt ein:  <math>F_E= q \, E = e \, E</math> mit der Elementarladung  <math>e</math> eines Elektrons<ref>Hierbei nimmt man an, dass die Ladungsträger im Leiter jeweils eine Elementarladung tragen. Man kann aber auch annehmen, dass die Ladungsträger mehr Ladung tragen, die nachfolgende Rechnung ändert sich dadurch nicht</ref>.
+Die Lorentzkraft auf ein Elektron<ref>Hierbei nimmt man an, dass die Ladungsträger im Leiter jeweils eine Elementarladung tragen. Man kann aber auch annehmen, dass die Ladungsträger mehr oder weniger Ladung tragen, die nachfolgende Rechnung ändert sich dadurch nicht, denn die Ladung eines Ladungsträgers kürzt sich aus der Rechnung raus.</ref> beträgt: <math>F_L =\mu_0\, e \, v \, H</math> mit der Elementarladung  <math>e</math> eines Elektrons.
-Für die Feldstärke nimmt man einen Plattenkondensator mit dem Plattenabstand h an, also:  <math>E=\frac{U_H}{h}</math>
+Die elektrische Kraft auf ein Elektron beträgt: <math>F_E = e \, E</math>.
-Die Lorentzkraft auf ein Elektron beträgt: <math>F_L =\mu_0\, e \, v \, H</math>
+<math>
-: <math>e \frac{U_H}{h}= \mu_0\, e \, v \, H</math>
+: <math>\frac{U_H}{h}= \mu_0 \, v \, H</math>
 :{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
@@ Zeile 77: / Zeile 84: @@
 (***) <math>U_H=\frac{\mu_0 \, H \, I}{d} \frac{1}{\rho_N\, e}</math>
 Der Bruch  <math>\frac{1}{\rho_N\, e} = \frac{V}{N_q\,e}</math> heißt Hallkonstante <math>R_H</math> und ist eine Materialeigenschaft, die von der Ladungsträgerdichte abhängt. Sie ist gerade der Kehrwert der Ladungsdichte des Leiters. Je kleiner die Ladungsdichte, desto größer die Hallkonstante.
 ===Ergebnisse===

@@ Zeile 172: / Zeile 172: @@
 <br style="clear: both" />
-[[Datei:Hall-Effekt Auswertung Messergebnisse.png|400px]]
+[[Datei:Hall-Effekt Auswertung Messergebnisse.png|500px]]
 {|
 |style="vertical-align:top;"|
@@ Zeile 179: / Zeile 179: @@
 [[Datei:Hall-Effekt Auswertung SpannungüberStromstärke.png|362px]]
 |}
 ==Fußnoten==