手机定向,微中有妙

来源: 《科学世界》

发布日期: 2014-08-15 14:06:34

本文介绍了智能手机中的指南针功能,解释了电子指南针如何通过霍尔效应和磁电阻效应感应地磁场,以实现方向识别,并提醒在使用过程中应注意避免强磁场干扰。

现在的智能手机一般都带有指南针功能,给我们带来了极大的方便。那么,它究竟是如何识别方向的呢?在手机内部有个特殊部件,叫做“电子指南针”。它与我们印象中的指南针不同,并不是一根细小的磁性金属,而是由一层层的薄膜构成的。它能够感应到地磁场的方向,进而将这种感应转化为智能手机可以识别的电信号,以此实现定向。这一功能可以通过两种效应实现,第一种叫做霍尔效应,第二种叫做磁电阻效应。

霍尔效应是电磁效应的一种,是由美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机制时发现的。如果给一段导体施加恒定的电流,然后用电压表测量其侧面的电势差,我们会发现它将随着磁感应强度的变化而发生线性的变化,这就是霍尔效应。磁电阻效应,则是另一种能够探测磁场的方法,很多人对此都比较陌生。磁电阻效应其实是个统称。它主要包括两种效应,即“各向异性磁电阻效应”和“巨磁电阻效应”。

基于这两种效应制作的器件,它的电阻对于外部磁场的变化十分敏感,因此只要测量出电阻的变化,就可以方便地探测地磁场方向的变化了。各种各样的电子指南针都是通过感应地磁场的方向来辨别方位的。但是,它们并不能识别外界的磁场究竟是地磁场,还是其他原因生成的磁场。从这一点上看,它与传统指南针是一样的,都很容易受到干扰。

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