【高校物理】磁気分野⑤ 「ホール効果(Hall effect) ＜大幅増補改訂＞
【ホール効果１】（講義・例題）
神戸大学(1966年) 過去問解説
半導体は大きく「真性半導体」と「不純物半導体」の２つに分けられます。
「不純物半導体」には「p型半導体」と「n型半導体」があります。
神戸大学の問題には，なぜか「p型半導体」しかありませんが，「n型半導体」についても考えましょう。
【ホール効果１】（講義１・例題）
— マナ物理 (@manabu_physics) June 2, 2021
「講義１」のあと，神戸大(1966年)の過去問を解いてください。まずは，「p型半導体」について基本事項を押さえておきましょう。「ホール電圧」が生じる仕組みを学んでいきます。
「適当に埋めよ」と問題文にありますが，もちろん“テキトー”に埋めてはいけません(笑) pic.twitter.com/mwtsMyvOYP
【ホール効果１】（解答・解説）
— マナ物理 (@manabu_physics) June 2, 2021
立体を立体のまま解かないように。一方向から見た図で解きます。
ホール効果の「ホール」(Hall) は人名で，正孔の「ホール」(hole) はまさしく「穴」です。これ，生徒は結構間違えてます。そして，p型半導体は，「p型」「p形」「P型」「P形」でもどれでもいいですよ。 pic.twitter.com/voV8CsRJg6
【ホール効果１】（講義２）
— マナ物理 (@manabu_physics) June 2, 2021
神戸大学の問題には「p型半導体」しか取り上げられていません。この「講義２」では，「n型半導体」についても考えましょう。
「この半導体はp型，n型のどちらでしょうか？」の質問には，半導体とU字磁石と電源装置と電圧計があれば実験で確かめられます。説明できますか？ pic.twitter.com/abm24HcCo8
【ホール効果２】（練習問題）
東北大学(1985年) 過去問解説
半導体のキャリアの電荷の符号を調べ，キャリアの数密度を数値計算させる問題です。とりあえずキャリアが正孔(ホール)の場合と電子の場合とで場合分けして考えてください。しかし結果は…。
２つめのツイートには問題提起もしています。教師(講師)の言っていることを鵜呑みにするのではなく，自分の頭で考えよう！
【ホール効果２】（練習問題）
— マナ物理 (@manabu_physics) June 4, 2021
添付ファイル(4枚)は東北大学(1985年)の過去問です。半導体のキャリアの電荷の符号を調べる方法に関する問題。磁場中を電荷が進行するときにはたらくローレンツ力の向きが，電荷の符号によって変わることを利用しています。最後はキャリアの数密度も数値計算します。 pic.twitter.com/MyxT1GoTJ1
【ホール効果２】（解答・解説）
— マナ物理 (@manabu_physics) June 4, 2021
落ち着いて考えてみてほしい。「正孔」は電子が抜けた穴で，電荷を運んでいる実体は「電子」である。するとP型半導体の場合も動くのは電子なので，電子が偏った結果生じる電場の向きはN型半導体の場合と同じではないだろうか？→ここで「量子論」が登場するのです…。 pic.twitter.com/G982YeQ4u4
「問題のある問題」
（「ホール効果」を踏まえて）
大阪市立大学(1995年) 過去問解説
ホール効果を理解した人であれば，以下の問題が「問題のある問題」であることが分かります。すなわち，「教科書に書いてあることが間違えている」ということが明らかになるのです。
どこに問題あるのか，いっしょに考えていきましょう！
【教科書も間違えている１】
— マナ物理 (@manabu_physics) June 6, 2021
（問題のある問題＆解答）
添付ファイル(3枚)は大阪市大(1995年)の過去問。電流が磁場から受ける力(#アンペール力)を求める問題。よく見かける問題で，特に疑問にも思わない人がほとんどでしょうが，これが「問題のある問題」なのです。どこに問題点があるのでしょうか？ pic.twitter.com/sxaOd7fhDo
【教科書も間違えている１】
— マナ物理 (@manabu_physics) June 6, 2021
（マナブ問題「問マ」＆解答）
「ブランコ問題」って好きなんですよね…ということで，大阪市大の問題に勝手に「力学問題」をつけ加えました！ 近似式を用いる，マジメな問題。子どものブランコの補助をしている保護者はこの結果を踏まえて子どもの背中を押すべきです(笑) pic.twitter.com/LGmFYrn7YG
【教科書も間違えている１】（解説）
— マナ物理 (@manabu_physics) June 6, 2021
この問題を取り上げているどの問題集を見てもこの問題の問題点には言及していません。「ホール効果」を学んだ者であれば，問１の問題の矛盾点に気づく可能性があります…。ヒントは「ホール電圧」。詳しくは次回の「検討編」で述べます。もう少しお待ちください。 pic.twitter.com/4OwmxGbzfs
★★★「検討編」は「高校物理 磁気分野⑥」へ！★★★