霍尔效应实验报告 分
本文核心词：
一、实验目的
[线上学习不用写]
1、了解霍尔效应实验基本原理。
2、学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的Vh—Is和Vh—Im。
3、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
二、实验仪器
[线上学习不用写]
QS-H霍尔效应组合仪，小磁针，测试仪。其中霍尔效应组合仪包括电磁铁，霍尔样品和样品架，换向开关和接线柱。
三、实验原理
[线上学习不用写]
霍尔效应从本质上讲是运动的带点粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。其中由fm=qvb和fe=qEh得Eh=vB。
Eh=Uh/b 得Uh=Ehb=vBb。Is=dQ/dt=nedV/dt=nedbv。
Uh=IsB/ned，Uh=RhIsB/d得Uh=KhIsB。
如果已知霍尔片得灵敏度Kh，只要分别测出霍尔电压Vh和工作电流Is，就可以计算出磁场B的大小，即B=Uh/Kh*Is。这为利用霍尔效应测磁场的原理。在一定的外磁场B中，如果已知霍尔片的灵敏度Kh，只要测出霍尔电压Vh，就可以计算出通过霍尔元件的工作电流Is，即Is=Uh/Kh*B。这为利用霍尔效应检测电流的原理。
四、实验内容
[线上学习不用写]
1、按霍尔效应实验原理图，正确连线。
2、调节霍尔元件片使其置于磁场中央。
3、在零磁场下，测量霍尔元件片的不等位电势。
4、保持Im不变，取Im=0.45A，Is取1.00，1.50...4.50mA,测绘Vh-Is曲线，计算Rh。
5、保持Is不变，取Is=4.50mA，Im取0.100，0.150...0.45
0mA,测绘Vh-Im曲线。
6、保持工作电流的值不变，改变励磁电流的值，测量霍尔电压值。
7、计算霍尔效应系数Rh,霍尔元件的载流子浓度n,霍尔元件的电导率б,霍尔元件的载流子迁移率μ。
五、原始实验数据记录
1. 在零磁场下， 测量不等电位的值
表一. 在零磁场下，Is=0. 1mA时产生的不等电位V的值（填绝对值，单位为mV）
Is/mA
V(+Is)
V(-Is)
0.1
15.53
-15.53
2. 保持励磁电流Im不变，改变工作电流Is，测量霍尔电压UH
表二. Im=0.45A，Is从0.5mA增加到4.5mA，记录对应的电压值(单位为mV)
Is/mA
V1(+Im、+Is)
V2(-Im、+Is)
V3(+Im、-Is)
V4(-Im、-Is)
0.5
-1.64
1.63
1.66
-1.65
1.645
1.5
-4.93
4.92
4.95
-4.94
4.935
2.5
-8.22
8.21
8.23
-8.22
8.220
3.5
-11.50
11.49
11.52
-11.51
11.505
4.5
-14.79
14.78
14.81
-14.80
14.795
六、数据处理
注意：线圈规格J(GS/A)(1GS=10-4T)，霍尔元件参数b、d、L，请点击查看实验仪器实时获取相关数据。所有物理量化成国际单位计算。
根据表一数据，计算霍尔元件的电导率
(1/Ω·m)；
根据表二数据，利用描点法画出UH-Is曲线，计算斜率
根据已有数据，计算霍尔系数
1. (m3/C)，其中B=ImJ，(1GS=10-4T)。
1. 判断霍尔元件的载流子类型(填P或者N)；
计算霍尔元件的载流子浓度
1. (×1021/m3)，其中e0=1.60×10-19C；
计算霍尔元件的迁移率
(m2/V·s)；
七、思考题
1. 若磁场不恰好与霍尔元件片的法线一致，对测量结果有何影响?
在测量元件电位差时会导致测量值不是最大电位差，即v偏小，测量的B也会偏小。
八、实验总结
通过本次 实验测得的电导率为0.091(1/Ω·m)，霍尔系数为6610(m3/C)，霍尔元件的载流子类型为N，载流子浓度为0.968(×1021/m3)，霍尔元件的迁移率 为601.51(m2/V·s).
实验误差和注意事项：测量霍尔电势Vh时，不可避免地会产生一些副效应，由此而产生的附加电势叠加在霍尔电势上，而形成测量系统误差。在实验时要注意：不能将测试仪上的励磁电流错接到工作电流处，也不能错接到霍尔电压处。霍尔元件的引线接头细小，容易损坏，操作动作要轻缓。仪器关机前，应将输出电流趋于最小状态，然后关机。
心得体会：通过本次实验让我了解到了霍尔效应实验的基本原理。学习了用“对称测量法”消除实验副效应影响的方法。让我对此实验有了更加深入的了解，并且通过此次实验，我意识到真正达到实验的目的，一定要做到理论和实践相结合。
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