H2.4 Hallsonde

Mit einer Hall-Sonde kann man die Stärke eines Magnetfelds messen. Für den Zusammenhang zwischen der Hallspannung \(U_H\) und der magnetischen Flussdichte \(B\) gilt:

\[ U_H = R_H \cdot \frac{I_{H} \cdot B}{d}\]

mit \(R_H = \frac{1}{n \cdot e}\) = Hallkonstante des Materials, \(n = \frac{N}{V}\) = Ladungsträgerdichte, \(I_H\) = Stromstärke in der Hallsonde, \(d\) = Tiefe der Hallsonde.

Leiten Sie diese Formel begründet her.

(Abi 2007 eA AI, Abi 2010 eA AII, 2012 eA AII, Abi 2013 eA AI, 2014 eA AI, 2017 eA AI))

Zeigen Sie, dass für die Stromstärke \(I_H\) in einer Hallsonde mit der Querschnittsfläche \(A = b \cdot d\) die folgende Beziehung gilt:

\[ I_H = e \cdot n \cdot v \cdot b \cdot d\]

mit \(n\) = Ladungsträgerdichte, \(e\) = Elementarladung.

(Abi 2013 eA AI)