物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書霍爾效應(yīng)測量磁場

1、物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：霍爾效應(yīng)測量磁場物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：霍爾效應(yīng)測量磁場物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：霍爾效應(yīng)測量磁場海量資料超值下載霍爾效應(yīng)測量磁場一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解霍爾效應(yīng)的物理意義。2學(xué)會用霍爾元件測量磁場的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀HL4、霍爾效應(yīng)測試儀HL—5三、實(shí)驗(yàn)原理圖1產(chǎn)生霍爾電壓的示意圖如圖1所示，設(shè)霍爾元件是由均勻的N型(即載流子是電子)半導(dǎo)體材料做成的，其長為L，寬為b，厚為d。如果在4、3兩端按圖所示加一穩(wěn)定電壓，則有恒定電流I

2、沿X軸方向通過霍爾元件。若在Z方向加上恒定磁場B，沿負(fù)X軸上以速度v運(yùn)動的電子就受到洛倫茲力fB的作用。則洛倫茲力fB的大小為fB=eB(1)fB的方向指向負(fù)Y軸。于是，霍爾元件內(nèi)部的電子沿著虛曲線運(yùn)動并聚積在下方平面，隨著電子向下偏移，上方平面剩余正電荷，結(jié)果形成一個(gè)上正下負(fù)的電場E，上下兩個(gè)平面間具有電位差UH，這個(gè)現(xiàn)象是霍爾1879年發(fā)現(xiàn)的，故稱為霍爾效應(yīng)，UH被稱為霍爾電壓。電場E對載流子產(chǎn)生一方向和fB相反的靜電力fE，其大小

3、為fE=eE=e（2）當(dāng)上下兩個(gè)平面聚積的電荷產(chǎn)生電場對電子的靜電作用力fE與洛倫茲力FB相等時(shí)，電子就能無偏離地從右向左通過半導(dǎo)體。子為電子，帶負(fù)電；后者的載流子為空穴，相當(dāng)于帶正電的粒子。由圖1可以看出，若載流子帶正電，則所測出的UH極性為1高2低。若載流子帶負(fù)電，則UH的極性為2高1低。所以，如果知道磁場方向，就可以確定載流子的類型。反之，如果知道載流子的類型，就可以判定磁場的方向。應(yīng)當(dāng)指出：式(3)是在作了一些假定的理想情形下得

4、到的。實(shí)際上測得的并不只是UH，還包括一些副效應(yīng)帶來的附加電壓疊加在霍爾電壓上，形成了測量中的系統(tǒng)誤差，這些副效應(yīng)有：(1)愛廷豪森效應(yīng)假定載流子(電子或空穴)都是以同一速度u在X軸上遷移。實(shí)際上載流子的速度有大有小，它們在磁場中所受到的作用力并不相等。速度大的載流子，繞大圓軌道運(yùn)動；速度小的載流子，繞小圓軌道運(yùn)動，導(dǎo)致霍爾元件上下兩平面中，一個(gè)平面快載流子較多，因而溫度較高；另一個(gè)平面慢載流子較多，溫度也就較低。上下兩平面之間的溫度差