第 21 个,创建于 2022 年星期二
大厅( )
霍尔效应是由美国物理学家霍尔(1855-1938)于1879年在美国霍普金斯大学攻读研究生时研究的。
.123
仪器介绍
二十一个中的第七个,创建于 2022 年星期二
实验内容
保持IM值不变(取IM=),改变IS,测量VH,用最小二乘法处理数据,计算霍尔系数RH,计算载流子浓度n。
电磁铁
励磁电流、电磁铁常数
电磁铁磁感应强度
B的国际单位:特斯拉T,单位换算
RH——霍尔系数
,计算霍尔系数
二十一个中的第八个,创建于 2022 年星期二
实验内容
'C'之间的电压,计算电导率、迁移率。
将实验仪器的“VH输出”开关倒置,在零磁场下进行测量(如何获得零磁场?)。
注意:为避免过度放大,毫伏表会超出量程。
( )
( )
霍尔片
输出
室厚
室厚
毫伏
第 21 个中的第 9 个,创建于 2022 年星期二
数据处理
记录B0和IM,并计算磁感应强度B(计算过程)。
记录霍尔板几何参数 b、d 和 l(第 122 页)。
使用最小二乘法处理数据并记录截距A'、斜率B'和相关系数r。
使用斜率 B' 计算霍尔系数 RH。
确定材料的导电类型(N型P型)。
第 10 号(共 21 号),创建于 2022 年星期二
数据处理
计算载流子浓度(单位体积载流子数,单位)
计算电导率(描述物体的电导率,是电阻率的倒数。单位:西门子/米(S/m))
迁移率的计算(指载流子(电子和空穴)在单位电场作用下的平均漂移速度,即衡量载流子在电场作用下移动速度的尺度。如果载流子移动快,迁移率大;移动慢,迁移率小。单位)
第 11 号(共 21 号),创建于 2022 年星期二
防范措施
霍尔芯片比较脆,电极很薄,容易折断。 严禁用手撞击或触摸,否则容易损坏。 当需要调整霍尔片位置时,一定要注意不要随意改变Y轴方向的高度,以免霍尔片与磁极面摩擦而损坏。
切勿将“IM 输出”连接至“IS 输入”或“VH、Vσ 输出”,否则一旦通电就会损坏霍尔样品。
测量Vσ时,IS不宜过大,以免数字电压表超出量程。
二十一个中的第十二个大学物理实验霍尔效应,创建于 2022 年星期二
第 13 号(共 21 号),创建于 2022 年星期二
最小二乘法(直线拟合y=A'+B'x)
相关系数
坡
截距
如果相关系数|r| 趋于1,说明VH和IS有良好的线性关系,截距A'趋于0,说明VH和IS有直接关系。
因为
返回
第 21 个中的第 14 个,创建于 2022 年星期二
最小二乘法(直线拟合y=A'+B'x)
设置状态
模式 模式 2 1
清晰的记忆
转换交流 =
输入数据
x1, y1 M+
x2, y2 M+
……
xn, yn M+
截距A'
Shift 7=
2位数字,单位
坡度B'
移位 8=
4位数字,单位
相关系数r
移位(=
保留 9 以外的数字
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第 21 个中的第 15 个,创建于 2022 年星期二
霍尔效应(霍尔)
是
P型半导体
是
毫伏
返回
第 16 号(共 21 号),创建于 2022 年星期二
不等电位电压
电位电压不等的原因是霍尔元件本身材质不均匀以及生产时电压输入端AA'引线不能绝对对称焊接在霍尔片两侧。 因此,当电流流过霍尔元件时,电极AA'之间也存在电位差,记为 ,其方向仅随方向变化而与磁场方向无关。 因此大学物理实验霍尔效应,可以通过改变方向来消除。
是
返回
第 21 个中的第 17 个,创建于 2022 年星期二
奥廷豪森效应
返回
1887年,奥廷豪森发现,由于载流子速度不等,在磁场作用下,速度较高的载流子受到较大的洛伦兹力,绕大圆轨道运动,而速度较小的则绕小圆轨道运动,从而结果,霍尔元件的一端比另一端具有更多的能量,并形成横向温度梯度。 从而产生温差效应,形成电位差,记为: