4用霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)課件

用霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)用霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介1879年，24歲的霍爾在撰寫物理學(xué)博士論文期間對(duì)麥克斯韋的理論進(jìn)行驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體上出現(xiàn)了橫向電勢(shì)差，霍爾將他的這一發(fā)現(xiàn)寫成一篇名為“論磁鐵對(duì)電流的新作用”

的論文，發(fā)表在《美國(guó)數(shù)學(xué)雜志》上。這種“新作用”就是后來被人們稱作的“霍耳效應(yīng)”。EdwinHall（1855～1938）

簡(jiǎn)介1879年，24歲的霍爾在撰寫物理學(xué)博士論文期間對(duì)麥克斯實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻栯妷寒a(chǎn)生的機(jī)制；學(xué)會(huì)用霍爾元件測(cè)量磁場(chǎng)的基本方法;實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理

載流導(dǎo)體、半導(dǎo)體薄板處在方向垂直于電流的磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差（霍爾電壓）。1.霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理載流導(dǎo)體、半導(dǎo)體薄4用霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)課件考慮到(n為載流子濃度)即：KH=1/(ned)稱為霍爾元件的靈敏度.IS為流過霍爾元件的電流，即其工作電流.——確定VH和IS即可求得磁感應(yīng)強(qiáng)度的量值.考慮到(n為載流子濃度)即：KH=1/(ned)稱為霍爾元件不等位電勢(shì)差附加電壓厄廷好森效應(yīng)溫差電勢(shì)差能斯脫效應(yīng)熱流電勢(shì)差里紀(jì)－勒杜克效應(yīng)附加溫差電勢(shì)差不等位電勢(shì)差附加電壓厄廷好森效應(yīng)溫差電勢(shì)差能斯脫效應(yīng)熱流電勢(shì)mv1234mv1234不等位電勢(shì)差V0：特點(diǎn)：與磁場(chǎng)B換向無關(guān)，隨電流換向而換向

(+IH,+B)→+V0(+IH,-B)→+V0(-IH,+B)→-V0(-IH,-B)→-V0mv1234mv1234不等位電勢(shì)差V0：特點(diǎn)：與磁場(chǎng)B換向厄廷好森（Etinghausen）效應(yīng)溫差電勢(shì)差I(lǐng)H1324mv特點(diǎn)：隨磁場(chǎng)B和電流換向而換向

(+IH

，+B)→+Vt(+IH

，-B)→-Vt(-IH，

+B)→-Vt(-IH，-B)→+Vt厄廷好森（Etinghausen）效應(yīng)溫差電勢(shì)差I(lǐng)H1324能斯脫（Nernst）效應(yīng)熱流電勢(shì)差VP：R1T1R2T2mv1234特點(diǎn)：隨磁場(chǎng)B換向而換向，與電流換向無關(guān)

(+IH,+B)→+Vp(+IH,-B)→-Vp(-IH,+B)→+Vp(-IH,-B)→-VpR1T1R2T21234mv能斯脫（Nernst）效應(yīng)熱流電勢(shì)差VP：R1T1R2T里紀(jì)－勒杜克（Righi-leduc）效應(yīng)附加溫差電勢(shì)差Vs：特點(diǎn)：隨磁場(chǎng)B換向而換向，與電流換向無關(guān)

(+IH,+B)→+Vs(+IH,-B)→-Vs(-IH,+B)→+Vs(-IH,-B)→-VsIH1324mv1324IHR1T1R2T2mv里紀(jì)－勒杜克（Righi-leduc）效應(yīng)附加溫差電勢(shì)差Vs

附加電壓的消除

根據(jù)附加電壓隨磁場(chǎng)B和電流IH換向而各自呈現(xiàn)的特點(diǎn)加以消除。測(cè)量表達(dá)式：

附加電壓的消除根據(jù)附加電壓隨磁場(chǎng)B和電流IH換向而各自呈實(shí)驗(yàn)儀器勵(lì)磁電流霍爾電流霍爾電壓換向開關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器勵(lì)磁電流霍爾電流霍爾電壓換向開關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)量螺線管軸線的磁場(chǎng)分布繪制出螺線管內(nèi)的B-X磁場(chǎng)分布曲線。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)量螺線管軸線的磁場(chǎng)分布實(shí)驗(yàn)步驟儀器連接；

調(diào)節(jié)螺線管的勵(lì)磁電流IM

到1.000A，霍耳元件的工作電流IH到5.00mA；測(cè)量螺線管中心軸上各點(diǎn)的磁場(chǎng)，每1cm測(cè)一個(gè)點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)步驟儀器連接；注意事項(xiàng)儀器應(yīng)預(yù)熱10分鐘后測(cè)量數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)完畢后，拆除接線前應(yīng)先將螺線管工作電流調(diào)至零，再關(guān)閉電源，以防止電感電流突變引起高電壓.實(shí)驗(yàn)完畢后，請(qǐng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)儀器上的三個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕，使其恢復(fù)到起始位置(最小的位置).注意事項(xiàng)儀器應(yīng)預(yù)熱10分鐘后測(cè)量數(shù)據(jù).思考題產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的機(jī)理？