第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日內(nèi)容介紹1，背景知識(shí)2，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，實(shí)驗(yàn)原理4，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容5，注意事項(xiàng)6，數(shù)據(jù)記錄7，思考題8，知識(shí)拓展9，操作示范第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日霍耳在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：放在磁場(chǎng)中導(dǎo)體塊，當(dāng)通有電流時(shí)，除了電流兩端有電勢(shì)差，在與磁場(chǎng)、電流均垂直的方向也有電勢(shì)差－這就是霍耳效應(yīng)。霍爾效應(yīng)是美國(guó)物理學(xué)家霍爾1879年發(fā)現(xiàn)的。ＢＩ一、背景知識(shí)第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日一、背景介紹

根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制備的霍爾元件是一種磁傳感器，可將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來進(jìn)行檢測(cè)和控制.

它具有許多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。2.霍爾效應(yīng)應(yīng)價(jià)值。第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解霍爾效應(yīng)微觀機(jī)理。（2）測(cè)繪試樣的VH-IS

和VH-IM曲線。第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日IMNfm﹢﹢﹢﹢﹢﹢﹢﹢EHfe1、霍耳效應(yīng)的微觀機(jī)理三、實(shí)驗(yàn)原理？第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日設(shè)單位體積內(nèi)載流子數(shù)密度為n，則電流強(qiáng)度為將上式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，可知：IMN--------霍爾系數(shù)2、電流強(qiáng)度的微觀機(jī)理第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日3、測(cè)繪曲線基本原理實(shí)驗(yàn)證明：霍耳電勢(shì)差①

式中K稱作霍耳系數(shù)ＢＩ②式中的的為導(dǎo)體塊順著磁場(chǎng)方向的厚度。

實(shí)驗(yàn)表明：UH與導(dǎo)體塊的寬度b無關(guān)。第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日

測(cè)量磁場(chǎng)探頭高斯計(jì)利用此原理制成高斯計(jì)測(cè)量外界磁場(chǎng)。探頭用霍爾元件制成，通過測(cè)量UH，折算成B。

測(cè)量大電流----幾萬安培具體運(yùn)用的兩個(gè)例子：BI用霍爾元件測(cè)量大電流周圍的磁場(chǎng)，可推算出動(dòng)力線中流過的電流I。再由無限長(zhǎng)電流I與B之間的關(guān)系可知I。第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日附：本實(shí)驗(yàn)中磁場(chǎng)及測(cè)量鐵心磁導(dǎo)率，鐵心面束縛電流線圈中的勵(lì)磁電流。

（同向？反向？）

等效螺線管強(qiáng)磁場(chǎng)集中到鐵心內(nèi)部且均勻?。╬182-19.13)由鐵心（或一定的間隙）構(gòu)成的磁力線集中的通路叫磁路。第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1，熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的面板結(jié)構(gòu)，了解各“調(diào)節(jié)”旋鈕的作用和注意事項(xiàng)，正確聯(lián)線。2，接通電源，預(yù)熱5分鐘。3，保持電流IM＝400mA不變，改變電流Is,測(cè)量對(duì)應(yīng)的霍爾電壓VH，繪制VH-Is曲線。4，保持磁場(chǎng)電流Is＝2.00mA不變，改變電流IM,測(cè)量對(duì)應(yīng)的霍爾電壓VH，繪制VH-IM曲線。第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日1.熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的面板結(jié)構(gòu)，了解各“調(diào)節(jié)”旋鈕的作用和注意事項(xiàng)，正確聯(lián)線。2，接通電源，預(yù)熱5分鐘。第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日3，保持電流IM＝400mA不變，改變電流Is,測(cè)量對(duì)應(yīng)的霍爾電壓VH，繪制VH-Is曲線。4，保持磁場(chǎng)電流Is＝2.00mA不變，改變電流IM,測(cè)量對(duì)應(yīng)的霍爾電壓VH，繪制VH-IM曲線。第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日五、注意事項(xiàng)：1.請(qǐng)勿移動(dòng)霍爾片的位置!2.電流和磁場(chǎng)的正負(fù)：(上正下負(fù)）閘刀向上合時(shí)，電流和磁場(chǎng)的為正。3.儀表穩(wěn)定后方可讀數(shù)。4.Is和IM千萬不可聯(lián)錯(cuò)。第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日六、數(shù)據(jù)記錄表表一保持電流IM＝400mA不變，改變電流Is測(cè)量對(duì)應(yīng)的霍爾電壓VH，繪制VH-Is曲線。第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日表二：保持工作電流Is＝2.00mA不變，改變電流IM,測(cè)量對(duì)應(yīng)的霍爾電壓VH，繪制VH-IM曲線。第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日七、思考題1，霍耳電壓是怎樣形成的？答：霍耳效應(yīng)從本質(zhì)上講是運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用而引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場(chǎng)方向上產(chǎn)生正負(fù)電荷的聚積，正負(fù)電荷之間的電位差即為霍爾電壓。第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日2，如何觀察不等位效應(yīng)？如何消除它？答：這是由于測(cè)量霍耳電壓的電極A和A‘位置難以做到在一個(gè)理想的等勢(shì)面上，因此當(dāng)有電流通過時(shí)，即使不加磁場(chǎng)，也會(huì)產(chǎn)生附加的電壓V0

＝ISr，其中r為A、A’所在的兩個(gè)等勢(shì)面之間的電阻。V0的符號(hào)只與電流的方向有關(guān)，與磁場(chǎng)的方向無關(guān)，因此，可以通過改變電流的方向予以消除。

第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日量子霍爾效應(yīng)克利青在1985年獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)。八、知識(shí)拓展第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)華裔諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)?=崔琦第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日九、示范操作第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)中的負(fù)效應(yīng)

在產(chǎn)生霍耳效應(yīng)的同時(shí)，因伴隨著各種副效應(yīng)。1.不等勢(shì)電壓（電極位置上下不一致）2.熱磁效應(yīng)的直接附加電壓（兩電極電阻不等，發(fā)熱不同）。3.熱磁效應(yīng)的熱效應(yīng)的附加電壓第二十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日1（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