1、霍爾效應(yīng)及應(yīng)用,物理教研室,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)九,主要內(nèi)容,預(yù)備知識,實(shí)驗(yàn)簡介,設(shè)計(jì)思路,操作指南,基本要求,返回目錄頁,實(shí)驗(yàn)簡介,霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)，是美國研究生霍爾1879年研究載流導(dǎo)體在磁場中受力的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。 根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此，在檢測、自動(dòng)化、信息處理等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 通過該實(shí)驗(yàn)可以了解霍爾效應(yīng)的物理原理以及把物理原理應(yīng)用到測量技術(shù)中的基本過程。,預(yù)備知識,霍爾元件中的附加效應(yīng),霍爾效應(yīng),霍爾效應(yīng),當(dāng)電流垂直于外磁場方向通過導(dǎo)體時(shí)，在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體的兩個(gè)端面之間

2、出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢差稱為霍爾電勢差（霍爾電壓）。,霍爾效應(yīng),霍爾電壓UH與電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B及元件的厚度d的關(guān)系：,式中RH為霍爾系數(shù)，它與載流子濃度n和載流子電量q的關(guān)系：,若令霍爾靈敏度KH=RH/d，則,霍爾元件中的附加效應(yīng),在霍爾效應(yīng)建立的同時(shí)還會伴有其它附加效應(yīng)的產(chǎn)生，在霍爾元件上測得的電壓是各種附加電壓疊加的結(jié)果。 附加電壓 1.不等勢電壓Uo （不等勢效應(yīng) ）Is . R,3.熱磁效應(yīng)直接引起的附加電壓UN （能斯特效應(yīng)）,4. 熱磁效應(yīng)產(chǎn)生溫差引起的附加電壓UR（里紀(jì)勒杜克效應(yīng) ）,霍爾元件中的附加效應(yīng),2.溫差電效應(yīng)引起的附加電壓UE （厄廷好森效應(yīng)）,消

3、除附加電壓,為了減小附加效應(yīng)對測量霍耳電壓UH的影響，我們采用對稱測量法，即將I和B正反兩個(gè)方向組合出四種情況： U1(+I, +B) 、U2(+I ,-B)、 U3(-I ,-B) 和U4(-I ,B) 霍爾電壓的測量結(jié)果為：,操作指南,實(shí)驗(yàn)裝置,操作要點(diǎn),實(shí)驗(yàn)裝置,勵(lì)磁線圈,KH值,測量電路,勵(lì)磁電路,工作電路,霍爾元件,操作要點(diǎn),按裝置連接電路，然后對Is, I m調(diào)零，此時(shí)UH應(yīng)顯示為零； 2. 測量UH Is關(guān)系（保持Im0.6A）; 測量UH Im關(guān)系（保持Is3.00mA）; 測量U值; 5. 確定樣品的導(dǎo)電類型。,注意事項(xiàng),1.Is, Im的正確調(diào)零； 2.Is, Im的正確組合切換； 3.讀數(shù)應(yīng)以小數(shù)點(diǎn)的正確位置； 4.采取開關(guān)切換次數(shù)最少的測法； 5.B=K .Im ,K為常數(shù)，記錄在線圈上。,基本要求,思考與作業(yè),數(shù)據(jù)記錄,思考與作業(yè),1.根據(jù)測得的UHIm與UHIs的關(guān)系，繪制UHIm與UHIs的關(guān)系; 2.用逐差法處理數(shù)據(jù) ，求出UH/Is以及UH