霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)課件

霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)EdwinHall（1855～1938）

霍爾效應(yīng)是霍爾(Hall)24歲時(shí)在美國(guó)霍普金斯大學(xué)研究生期間，研究關(guān)于載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)裝置由電磁鐵（2500GS/A）、霍爾樣品及調(diào)節(jié)架、雙刀雙擲開關(guān)構(gòu)成。

霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀的部件之一：電磁鐵（2500GS/A）

霍爾樣品及調(diào)節(jié)架

霍爾效應(yīng)測(cè)試儀

實(shí)驗(yàn)原理YXZ4312dB

(1-1)上式中比例系數(shù)R稱為霍爾系數(shù)，對(duì)同一材料R為一常數(shù)。因成品霍爾元件（根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的器件）d也是一常數(shù)。故R/d常用另一常數(shù)K來(lái)表示，有K稱為霍爾元件的靈敏度，它是一個(gè)重要參數(shù)，表示該元件在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位電流作用時(shí)霍爾電壓的大小。如果霍爾元件的靈敏度K知道（一般由實(shí)驗(yàn)室給出），測(cè)出電流和霍爾電壓，就可以根據(jù)下式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B。的方向可以由右手定則決定。在的作用下，電荷將在元件沿y的兩端面堆積形成電場(chǎng)它會(huì)對(duì)載流子產(chǎn)生一靜電力，其大小為它的方向與洛侖茲力相反，即它是阻止電荷繼續(xù)堆積。+++++++

+-------LxBbYZdeV當(dāng)和達(dá)到靜態(tài)平衡后，有即于是電荷堆積的兩端面（Z方向）的電勢(shì)差為通過(guò)的電流可表示為

式中n是電子濃度，得（1-4）（1-5）=將代入可得可改寫為該式與和式一致就是霍爾系數(shù)（2）能斯特效應(yīng)由圖所示由于輸入電流端引線a、b點(diǎn)處的電阻不相等，通電后發(fā)熱程度不同，使a和b兩端之間出現(xiàn)熱擴(kuò)散電流，在磁場(chǎng)的作用下，在c、e兩端出現(xiàn)橫向電場(chǎng)，由此產(chǎn)生附加電勢(shì)差，記為。其方向與無(wú)關(guān)，只隨磁場(chǎng)方向而變。1234abce（3）里紀(jì)-勒杜克效應(yīng)由于熱擴(kuò)散電流的載流子的遷移率不同，類似與厄廷豪森效應(yīng)中載流子速度不同一樣，也將形成一個(gè)橫向的溫度梯度，產(chǎn)生附加電勢(shì)差，記為，其方向只與磁場(chǎng)方向有關(guān)，與同向。

1不等電勢(shì)差不等電勢(shì)差是由于霍爾元件的材料本身不均勻，以及電壓輸入端引線在制作時(shí)不可能絕對(duì)對(duì)稱地焊接在霍爾片的兩側(cè)，如圖所示。因此，當(dāng)電流流過(guò)霍爾元件時(shí)，在電極3、4間也具有電勢(shì)差，記為，其方向只隨方向不同而改變，與磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān)。324ce

取+B、+測(cè)得取+B、-測(cè)得取–B、+測(cè)得取–B、-測(cè)得消去、和得因?yàn)?，一般可忽略不?jì)，所以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)量通電長(zhǎng)直螺線管內(nèi)，軸線上一點(diǎn)隨勵(lì)磁電流而變化的磁場(chǎng)?；魞盒?yīng)測(cè)量通電長(zhǎng)直螺線管內(nèi)，軸線上的磁場(chǎng)分布。X(mm)0.005.08.010.020.030.040.050.060.080.0100.0表1數(shù)據(jù)處理根據(jù)計(jì)算B值，在坐標(biāo)紙上繪制B~X曲線，分析螺線管內(nèi)磁場(chǎng)分布規(guī)律。在記錄的螺線管長(zhǎng)度L，匝數(shù)N和勵(lì)磁電流代入B的公式中算出B理論值與X=10.0cm比較，分析原因繪制~B曲線，分析勵(lì)磁電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。繪制~曲線，分析工作電流與霍爾電壓的關(guān)系。5.將實(shí)際測(cè)量的霍爾靈敏度K值與實(shí)驗(yàn)室給出值進(jìn)行比較，分析

異號(hào)觀測(cè)法的作用。