大学物理实验霍尔效应报告模版

来源:m.fanwen118.com时间:2021.9.19

深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称: 实验名称: 实验24霍尔效应

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实验地点 科技楼 901

实验时间: 年 月 日 星期

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第二篇:大学物理实验霍尔效应 1000字

霍尔效应(Hall Effect)

大学物理实验霍尔效应

霍尔效应是1879年由年仅24

大学物理实验霍尔效应

岁,尚在读研究生的霍尔在研究载流导体在磁场中的受力性质时发现的,它被广泛应用于科学和工程技术研究中对磁场、功率以及位移等参数的测量。由于半导体中的霍尔效应比金属导体要强的多,随着半导体工业的发展,霍尔效应被越来越多地用来确定半导体材料的导电类型、载流子浓度以及禁带宽度等参数。近年来,霍尔效应又得到了重大发展,冯·克利青在极强磁场和极低温度下发现了量子霍尔效应,它的应用大大提高了有关基本常数的准确性,冯也因此获得了诺贝尔物理学奖。

一、实验原理

在一块长方形金属薄片或半导体薄片的某一方向上通电流

电流和磁场的方向上将产生电位差 ,这就是霍尔效应, ,在其垂直方向加磁场B,则在垂直于 称为霍尔电压。

霍尔效应可用洛伦磁力来解释,如图1所示的半导体薄片(霍尔片)位于磁场B中,电流

正方向通过半导体薄片,设薄片中的载流子(自由电子)以平均速度

伦磁力为 沿X轴 沿X轴负方向运动,则电子受洛 ,自由电子受力发生偏转,在面Ⅰ上积聚,同时在面Ⅱ上积聚同样数量的正电荷,这样沿Y方向形成一电场,电场形成的电场力 将阻碍电荷的继续积聚,设电场强度为E,

则 ,当电场力和洛伦磁力相等时达到稳定状态,即: ,有 。根据电流强度的定义有 ,代入上式有: ,这就是霍尔电压的计算公式。

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记其中 为霍尔系数, 为霍尔元件灵敏度。由此可知,霍尔电压和磁感应强度以及电流强度成正比,和元件厚度成反比,为了提高霍尔元件的灵敏度,一般霍尔元件的厚度都在0.2 左右。

二、实验仪器

TH-S型螺线管磁场实验仪、测试仪

三、实验内容及步骤

1, 正确连接线路,对电源进行调零、校准;

2, 确定励磁电流的大小,改变霍尔元件工作电流的大小,测绘工作电流和霍尔电压的关系曲线; 3, 确定工作电流大小,改变励磁电流的大小,测绘励磁电流和霍尔电压的关系曲线;

4, 确定工作电流和励磁电流的大小,测绘并计算螺线管轴线上磁感应强度分布曲线;

5, 掌握采用对称测量法(改变磁场和工作电流的方向)来消除测量中的副效应(如不等位效应、

埃廷豪森效应等)的方法。

本实验旨在加深学生对霍尔效应的理解,掌握用霍尔元件测量磁场的原理及方法,领会用对称测量法来消除实验误差的思想,通过连接线路、测量数据、绘制曲线,培养学生的动手能力及一丝不苟的工作态度,启发学生对实验手段和测试方法的思考,锻炼其创新精神。

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