Sono uno studente (liceo) e vorrei cortesemente porle alcune domande sull’esperimento di Hall che ho cercato di riprodurre in casa. Ho utilizzato una crocetta (2cm*2cm circa prima di rame poi di alluminio infine di piombo) collegando un generatore (12V 2A circa) a due punti opposti e un voltmetro (sensibilità 1mV) ai restanti 2 punti. Ho immerso la zona centrale della crocetta nel campo magnetico di 2 bobine (400spire, 2.5A, 4cm di lunghezza e 1cm2 di superficie) collegate in modo da massimizzare il campo. Non rilevo alcuna d.d.p. perchè? Se il problema sta nel materiale della crocetta, mi potrebbe suggerire un materiale (reperibile facilmente) da utilizzare. Grazie

La risposta
elementare e’ semplice: la tensione di Hall Vh e’ proporzionale al coeff.
di Hall (Rh), alla corrente elettrica I, al campo magnetico B e inversamente
proporzionale allo spessore del campione c: Vh = Rh I B / c
Rh e’ inversamente proporzionale alla densita’ n dei portatori di carica
elettrica (che sono solo elettroni nei metalli).
Allora
con un metallo (ove n e’ molto grande, dato che e’ circa di un elettrone
per atomo) si deve usare, oltre che una corrente ed un campo magnetico
intensi, anche uno spessore assai piccolo per il campione.

Lo studente
(bravo a provare !!) non dice pero’ che spessore ha usato. Se era superiore
al centesimo di millimetro, anche con parecchi ampere e un campo di qualche
migliaio di Gauss (ovvero frazioni di Tesla gia’ difficilmente ottenibili)
il segnale non sarebbe facilmente osservabile (dell’ordine del microVolt).

Per una analisi
quantitativa per il caso del rame, vedi l’articolo
allegato
.

Una possibilita’
alternativa e’ usare un campione semiconduttore, materiale in cui (come
dice il nome) la densita’ dei portatori e’ assai minore e quindi Rh assai
maggiore. Lo studente puo’ trovare nella mia
homepage
un articolo didattico dettagliato (in inglese) sull’effetto
Hall in Germanio.