Эффект Холла – это возникновение в металле (или п/п) с током плотностью j, помещенном в магнитное поле В, эл. поля в направлении, перпендикулярном В и j.
Поместим металлическую пластинку с током плотностью , в МП . Примем . Пусть направлен слева направо. Тогда скорость отрицательных носителей заряда направлена справа налево (в металле). На электроны действует магнитная составляющая силы Лоренца направлена вверх. У верхнего края металлической пластинки возникает повышенная концентрация электронов, он зарядится отрицательно, а у нижнего – недостаток электронов, он зарядится положительно. Между верхней и нижней гранями пластинки возникает дополнительное поперечное электрическое поле, направленное снизу вверх. Когда напряженность этого поперечного поля достигнет такой величины, что его действие на заряды будет уравновешивать силу Лоренца, то установится стационарное распределение зарядов в поперечном направлении.
Пусть – напряженность поперечного поля.
где а – высота пластины поперечная, ∆φ – (холловская) разность потенциальных
где Rx– постоянная Холла, зависящая от вещества.
Холловская поперечная разность потенциалов прямо пропорциональна магнитной индукции В, силе тока I и обратно пропорциональна толщине пластинки.
По величине Rx можно:
1) определить концентрацию носителей при неизвестных заряде носителей и характере проводимости;
2) знак постоянной Холла совпадает со знаком носителей тока.
Эффект Холла применяют в аналоговых вычислительных машинах и датчиках Холла (в измерительной технике).
1). Потенциальная энергия тела прямо пропорционально зависит от массы тела, ускорения свободного падения и высоты тела над поверхностью Земли:
При подъеме над Землей высота тела увеличивается, следовательно, увеличивается и потенциальная энергия тела.
2). При падении тела на Землю его высота над Землей уменьшается, следовательно, уменьшается и его потенциальная энергия.
3). Кинетическая энергия тела прямо пропорциональна массе тела и квадрату его скорости:
Если не учитывать силу сопротивления воздуха, действующую на тело при его свободном падении в атмосфере Земли, то ответ:
б). Увеличивается
-----------------------------------------
Если же сопротивление воздуха учитывается, то при падении тела на Землю его скорость увеличивается с течением времени до величины, при которой сила сопротивления воздуха, действующая на тело, становится равной действующей на него же силе тяжести.
Другими словами, скорость падения тела в газе (или жидкости) стабилизируется по достижении телом скорости, при которой сила гравитационного притяжения уравновешивается силой сопротивления среды.
На промежутке времени, когда скорость тела растет, его кинетическая энергия увеличивается.
При достижении максимума скорости для данного тела кинетическая энергия перестает расти.
Величина предельной скорости для разных тел различна и зависит от массы (веса) тела и его формы (обтекаемости). Предельная скорость достигается тогда, когда сила сопротивления воздуха становится равной весу тела.
Например, предельная скорость падения дождевых капель будет весьма мала - около 5 км/ч, что соответствует скорости прогулочного шага.
При свободном падении крупных тел в атмосфере предельная скорость падения достигается очень быстро. Для парашютистов, например, предельная скорость составляет от 190 км/ч при максимальном сопротивлении воздуха, когда они падают плашмя, раскинув руки, до 240 км/ч при нырянии «рыбкой» или «солдатиком».
