משפחת האפקטים המכונים "אפקט הול" מגלמים בתוכם תופעות פיסיקליות מרתקות. כל אחד מחברי ה"משפחה" מלמד על החומר בו הוא מופיע, ומאפשר יישומים טכנולוגיים כמו למשל מדידת שדות מגנטיים. ייתכן שאפילו בטלפון שלכם יש "חיישן הול" [0]. איך הוא עובד?
בשנת 1879 גילה הפיסיקאי אדווין הול את האפקט המקורי, הקרוי על שמו: הפעלת שדה מגנטי בניצב לכיוון הזרם החשמלי שזורם במוליך, גורמת להופעת מתח חשמלי המאונך הן לכיוון זרימת הזרם והן לכיוון השדה המגנטי. התופעה מתרחשת מכיוון שמטענים חשמליים הנעים בתוך שדה מגנטי חווים כוח הפועל בניצב לכיוון תנועתם. כוח זה גורם - אם הוא פועל לבדו - לתנועה מעגלית של החלקיקים. לדוגמה, לאלקטרונים יש מטען חשמלי שלילי. כשהם זורמים במתכת שמופעל עליה שדה מגנטי, זרם האלקטרונים "יתכופף" בגלל הכוח שמפעיל עליו השדה. התוצאה מסטיית האלקטרונים לצד כלשהו של החומר היא הצטברותם באותו צד, דבר שיוצר בו עודף מטען שלילי. כתוצאה מכך, בצד הנגדי נוצר עודף מטען חיובי. הצטברות המטענים גורמת להפרש פוטנציאל חשמלי בין הצדדים (מתח חשמלי).
המתח לא יכול לגדול עוד ועוד עד אינסוף. כיוון שהאלקטרונים מפעילים אלה על אלה כוח דחייה חשמלי, בשלב מסוים יצטברו כל כך הרבה אלקטרונים על דופן המוליך, שאלקטרונים חדשים - למרות שפועל עליהם הכוח שמפעיל השדה המגנטי - יידחו מהדופן, והזרם החשמלי יזרום באופן ישר. כלומר, בסוף התהליך יתקבע הפרש המטענים, ויתקבל "מתח הול".
 
אפקט הול יכול לשמש לזיהוי מטענם של נושאי הזרם החשמלי בחומר. בחומרים שאינם מתכתיים, כמו למשל מוליכים למחצה, המטענים החשמליים החופשיים בחומר יכולים להיות דווקא חיוביים. מטענים חשמליים חיוביים חווים את הכוח שמפעיל עליהם השדה המגנטי לכיוון הפוך ממטענים שליליים, ולכן מתח הול שיתקבל במקרה של נושאי זרם חיוביים יהיה בכיוון הפוך.
מדידת מתח הול בחומר יכולה ללמד אותנו על זהותם של נושאי הזרם בחומר, ובתוך כך על האופן שבו מסתדרים בו האטומים.
כיום בעיקר משתמשים באפקט הול מהכיוון השני - משתמשים בחומרים מוכרים, ומודדים באמצעות מתח הול את השדה המגנטי שבו הם נמצאים. או, בקיצור, אפקט הול משמש למדידת שדות מגנטיים.
שלוש שנים לאחר שגילה את האפקט הקרוי על שמו, דיווח הול על מה שלימים נקרא "אפקט הול החריג" [1], המתרחש בחומרים מגנטיים: הול דיווח שמתח הול הנמדד בברזל ממוגנט גבוה פי עשרה מהמצופה. לכאורה, אין כאן הפתעה, שכן חומר מגנטי יוצר בעצמו שדה מגנטי. אבל, המתח הנוצר גדול בהרבה מהמתח ששדה מגנטי בעוצמה זהה לזה של החומר אמור ליצור. המגנטיות של החומר עצמו משפיעה באופן חזק יותר משדה מגנטי חיצוני, ומתקבל מתח הול גם ללא שדה כזה.
יתרה מכך, בעוד שבאפקט הול הרגיל מתח הול גדל באופן ישיר עם העלייה בעצמת השדה המגנטי, באפקט הול החריג מתח הול גדל באופן חד בשדות מגנטיים נמוכים, אך בשדות מגנטיים גבוהים הוא מגיע לערך כמעט קבוע. המשמעות היא, שבחומרים מגנטיים המנגנון היוצר את האפקט הוא שונה. יש כמה מנגנונים אפשריים לאינטראקציה בין האלקטרונים לחומר המגנטי, אך "אפקט הול החריג"  טרם הובן במלואו.
בחומרים מסוימים כגון ברזל, קובלט וניקל, הערך של מתח הול שאליו מגיעים בשדות גבוהים פרופורציונלי לעד כמה החומר ממוגנט, כלומר לכמה "מיושרים" המגנטים הקטנים המרכיבים אותו. מתח הול יכול לשמש אם כן לזיהוי חומרים מגנטיים, ולמתן הערכה לשדה שבו החומר מגיע למגנטיזציה המקסימלית שלו - זהו השדה שבו מתח הול מגיע לערך קבוע.
 
בפרק הבא של הסדרה נכתוב על חברי משפחת "אפקט הול" שהצטרפו אליה כמאה שנים לאחר שאדווין הול גילה את האפקט המקורי.
בינתיים, הנה סרטון שממחיש את האפקט בציור.