Наверное, кто-то из вас хочет задать вопрос, догадываюсь даже какой:
«По твоим словам, электроны и дырки мысленные. А заряды, которые накапливаются в результате эффекта Холла, по-твоему, тоже мысленные?»
Нет, заряды самые что ни на есть настоящие. Их можно измерить, можно и работать заставить. Возникают заряды потому, что именно такой получается конфигурация электромагнитного поля. Описывают эту конфигурацию с помощью модели, составленной из мысленных электронов и мысленных дырок. Правда, когда говорят «мысленные», не надо думать, что на самом деле так уж ничего и не существует. Мысленный электрон отличается от реального тем, что он несет в себе не все, а лишь некоторые, избранные свойства реального электрона. Если быть совсем точным, надо сказать, что у мысленного электрона есть свойства, отсутствующие у реального. Например, масса мысленного электрона в отличие от массы реального электрона может изменяться.
Дырка тоже реальна.
Настолько же реальна, насколько реально множество реальных электронов. Но опять-таки дырку наделяют не всеми свойствами множества электронов, а лишь некоторыми: свойством обладать массой, переносить электрический заряд (положительный) и двигаться в электрическом поле в направлении, противоположном движению электронов.
Как это бывает в кино? Есть герой, есть героиня и еще разные действующие лица, занятые в эпизодах. В моих рассказах тоже появился главный герой — электрон и героиня — дырка. Нет ли кого-нибудь еще, занятого в эпизодах? Оказывается, есть. Точнее, имеются факты, которые нельзя объяснить, пользуясь моделью, составленной только из электронов и дырок. Главное, факты такие, что мимо, как говорится, не пройдешь.
Почему светит электрическая лампочка? Светит она потому, что находящийся внутри волосок раскаляется добела. Это в свою очередь происходит потому, что прохождение по волоску электрического тока сопровождается преобразованием электрической энергии в тепловую. Но мы с вами твердо установили: процесс протекания электрического тока описывается одной из двух моделей. Первая модель предполагает этот процесс как движение электронов и дырок, которые лишены внешнего электрического поля и, следовательно, проходят сквозь кристаллическую решетку совершенно беспрепятственно. Никакого выделения и преобразования энергии при этом быть не может. Вторая модель вообще предполагает, что движение происходит не внутри проводника, а в окружающем проводник пространстве. Тут уж проводнику и вовсе не от чего нагреваться. А лампочка-то светит!