חור בהולכה חשמלית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

חור בהולכה חשמלית הוא תיאור מטאפורי לרכיב זרם חשמלי הופכי לאלקטרון.
החור הוא מיקום ריק במערכת אטומית בו קיים פוטנציאל לאיכלוס אלקטרון, והוא אמצעי תאורטי שימושי בחישובים בפיזיקה וכימיה.
אין לבלבל בין החור כרכיב הופכי לאלקטרון לבין הפוזיטרון, שהוא חלקיק אנטי חומר תאום לאלקטרון אך בעל מטען חיובי.

בשל עקרון האיסור של פאולי, כאשר אורביטל אטומי מאוכלס במלואו אין אפשרות לאלקטרונים לנוע אליו. אם נוציא ממערכת זו אלקטרון יחיד, יוכל אחד מהאלקטרונים הקרובים אליו לנוע למקום הפנוי שנותר ולהשאיר אחריו בתורו מקום פנוי אליו יוכלו לעבור אלקטרון אחר וכן הלאה, וכך יוכלו אלקטרונים בתווך כמעט מלא לנוע ותתקיים הולכה.
אנלוגיה פשוטה לכך היא של קבוצת אנשים היושבת בשורת מושבים באולם, וכשמושב נחשק באמצע השורה מתפנה עובר אליו האדם היושב לידו ומפנה בכך את מושבו שלו המתאכלס מיידית על ידי הבא בשורה וכן הלאה. במקום לתאר את תנועת כל אדם בתורו למושב המתפנה לצידו, פשוט יותר להתייחס אל האירוע כאל מושב ריק הנע לאורך השורה מאמצעה ועד סופה בכיוון הפוך לתנועת האנשים. בדומה לכך, לעתים נוח ופשוט יותר לתאר זרם חשמלי כתנועה של "חורים" בכיוון הפוך לתנועת האלקטרונים.

השימוש בחורים נפוץ בחישובים בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל, בכימיה קוואנטית ובפיזיקה. בחישוב מתייחסים לחור כאל פרמיון בעל מטען חיובי זהה למטען האלקטרון שניתן להחיל עליו את המשוואות והחישובים המקובלים בפיזיקת חלקיקים.

יש להיזהר, למרות פשטות החישובים שלא לשכוח כי למעשה אין זהו חלקיק בעל מטען חיובי (כיוון שלא הוספנו מטענים חיובים למערכת בה אנו עוסקים אלא אנו רק מחשבים את תנועת האלקטרונים באמצעים אחרים).