华中科技大学物理实验霍尔效应数据

利用霍尔效应测磁场实验的数据处理

论 2. 1
0 的情况。测量亥姆亥姆霍兹线圈对的中心处( z = 0) 磁场的分布将数据 z = 0 以及 z 1 = 50mm, z 2 = - 50mm 代入式 ( 8) ( 9) 和 ( 16) , 可得 B 0, 表明此
时磁感应强度方向沿轴线 , 即 B = B z 。所以测量亥姆霍兹线圈对的中心处( z = 0) 磁场的分布时, 可由所测得的霍尔电压通过式 ( 1) 得到相应的磁感应强度的大小。从而霍尔电压的分布曲线及磁感应强度分布曲线形状应相似, 二者只相差一系数 KH Is。 2. 2 a ) 磁场的分布 2 考虑到磁场分布的对称性 , 此处仅讨论 z = a 的情况。 2 将数据 z = 50 mm, z 1 = 50mm, z 2= - 50mm, a = 100mm 代入式 ( 8) 至( 19) , 可得 : 测量亥姆霍兹线圈所处平面处( z = B 1= 0 B 2=
收稿日期 : 2008- 08- 27
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点的磁感应强度方向为轴线 , 即满足式( 1) , 所以可以测量轴线上各点的霍尔电压, 再根据式 ( 1) , 将各点的霍尔电压除以系数 KHIs, 然后得到各点的磁感应强度的大小。从而亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布曲线与其霍尔电压分布曲线形状相似, 二者只相差一个系数 KH Is。那么, 对于选做实验中涉及的亥姆霍兹线圈轴线以外的点, 由于其磁感应强度的方向还没有明确 , 所以应该先讨论各点磁感应强度的方向是否为轴线 , 再决定其数据处理方法是否与必做实验相同。我们通过理论推导发现 , 亥姆霍兹线圈轴线以外的磁感应强度方向并不一定沿轴线, 并将磁感应强度的方向与轴线的夹角记为 ( 见图 3 ) 。但是 , 就实验的选作内容来讲 , 各点的是很小的, 所以可认为磁感应强度方向近似沿轴线。而对应于较大的空间各点, 数据处理时就需考虑影响 , 即先测量各点的霍尔电压, 由式 Bz 得到 B 。其 Bz 分布曲线应与霍尔电压分布曲线相似, 二者相 B 差系数 KHIs, 而 B 的分布曲线应在 B z 基础上进行修正, 修正系数是各点的 cos 。 ( 1) 计算其 Bz , 再由 cos = 1 1. 1 理论推导圆环电流的磁场全空间分布的普遍公式[ 3 ] 一半径为 a 的圆环电流如图 2 所示 , 采用柱坐标 , 空间一点 P 的位置记为 P ( p , z ) , 则圆环电流在 P 产生的磁场 B 的三个分量为: ,

大学物理实验霍尔实验报告

大学物理实验霍尔实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握霍尔元件测量磁场的方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪测量霍尔电压、电流等物理量。

二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应。

假设在一块半导体薄片（霍尔元件）中通以电流 I，在其垂直方向施加磁场 B，那么在半导体薄片的两侧就会产生一个电势差 UH，这个电势差称为霍尔电压。

霍尔电压 UH 与电流 I、磁感应强度 B 以及霍尔元件的厚度 d 之间存在如下关系：UH ＝ KHIB ／ d其中，KH 称为霍尔系数，它与半导体材料的性质有关。

三、实验仪器霍尔效应实验仪、霍尔元件、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计等。

四、实验步骤1、连接实验仪器将霍尔元件插入实验仪的插槽中，确保接触良好。

按照电路图连接好电源、毫安表、伏特表和特斯拉计。

2、调节励磁电流打开电源，逐渐增加励磁电流，观察特斯拉计的读数，使其达到预定的值。

3、测量霍尔电压保持励磁电流不变，改变工作电流 I 的大小，测量不同工作电流下的霍尔电压 UH。

测量时，分别改变工作电流的方向和磁场的方向，记录相应的霍尔电压值。

4、数据记录与处理将测量得到的数据记录在表格中，包括工作电流 I、霍尔电压 UH 以及对应的方向。

根据实验数据，计算霍尔系数 KH 和磁感应强度 B。

五、实验数据记录与处理以下是一组实验数据记录：｜工作电流 I（mA）｜霍尔电压 UH（mV）（＋I，＋B）｜霍尔电压 UH（mV）（I，＋B）｜霍尔电压 UH（mV）（＋I，B）｜霍尔电压 UH（mV）（I，B）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 100 ｜ 250 ｜－248 ｜－252 ｜ 246 ｜｜ 200 ｜ 502 ｜－498 ｜－505 ｜ 495 ｜｜ 300 ｜ 755 ｜－748 ｜－758 ｜ 742 ｜｜ 400 ｜ 1008 ｜－996 ｜－1012 ｜ 988 ｜｜ 500 ｜ 1260 ｜－1250 ｜－1265 ｜ 1235 ｜计算霍尔系数 KH：首先，计算每个工作电流下霍尔电压的平均值：UH1 ＝（250 248 ＋ 252 ＋ 246）／ 4 ＝ 249 mVUH2 ＝（502 498 ＋ 505 ＋ 495）／ 4 ＝ 500 mVUH3 ＝（755 748 ＋ 758 ＋ 742）／ 4 ＝ 750 mVUH4 ＝（1008 996 ＋ 1012 ＋ 988）／ 4 ＝ 1000 mVUH5 ＝（1260 1250 ＋ 1265 ＋ 1235）／ 4 ＝ 1250 mV然后，根据霍尔系数的计算公式 KH ＝ UHd ／ I B，已知 d ＝05mm，B ＝ 05 T，可得：KH1 ＝ 249×05×10^－3 ／（100×10^－3 × 05）＝ 249×10^－3 m^3 C^－1KH2 ＝ 500×05×10^－3 ／（200×10^－3 × 05）＝ 250×10^－3 m^3 C^－1KH3 ＝ 750×05×10^－3 ／（300×10^－3 × 05）＝ 250×10^－3 m^3 C^－1KH4 ＝ 1000×05×10^－3 ／（400×10^－3 × 05）＝ 250×10^－3m^3 C^－1KH5 ＝ 1250×05×10^－3 ／（500×10^－3 × 05）＝ 250×10^－3m^3 C^－1取平均值，KH ＝（249 ＋ 250 ＋ 250 ＋ 250 ＋ 250）×10^－3 ／ 5 ＝ 250×10^－3 m^3 C^－1六、实验误差分析1、系统误差实验仪器的精度有限，如电源的稳定性、电表的测量误差等。

霍尔效应实验数据处理

霍尔效应实验数据处理引言：霍尔效应是指在导电材料中，当有垂直于电流方向的磁场作用时，导体横向会产生电势差，这种现象被称为霍尔效应。

霍尔效应的应用非常广泛，例如在传感器、磁性材料的研究和电子器件中都有重要的应用。

实验目的：本实验旨在通过测量霍尔电阻的变化，研究霍尔效应，并通过数据处理来分析霍尔系数和载流子的性质。

实验装置和原理：本实验使用霍尔效应测量仪和磁场产生装置。

霍尔效应测量仪由霍尔探头、电流源和电压测量仪组成。

实验中，将电流源与霍尔探头连接，通过电流源产生一定大小的恒定电流流过霍尔探头。

而磁场产生装置则通过调节磁场的大小和方向，使磁场垂直于电流方向。

实验步骤：1. 将霍尔探头与电流源和电压测量仪相连，保持电流源的电流为恒定值；2. 调节磁场产生装置，使磁场垂直于电流方向；3. 测量霍尔探头两侧的电压，并记录下来；4. 改变电流源的电流大小，重复步骤3。

数据处理：在实验中，我们记录下了不同电流下霍尔探头两侧的电压。

根据霍尔效应的原理，我们知道霍尔电阻的大小与电流和电压之间的关系应该是线性的。

因此，我们可以通过线性拟合来求解霍尔系数和载流子的性质。

设电流为I，电压为V，霍尔系数为RH，载流子浓度为n，载流子电荷为e，则根据霍尔效应的公式可得：V = RH * I * B / d其中，B为磁场的大小，d为霍尔探头的厚度。

通过线性拟合得到的斜率即为霍尔系数RH，根据霍尔系数的定义，可以计算出载流子的浓度n。

结果与讨论：根据实验数据进行线性拟合，得到霍尔系数RH的值为XXX。

根据霍尔系数的计算公式，我们可以得到载流子的浓度n为XXX。

通过实验数据处理，我们成功地研究了霍尔效应，并得到了霍尔系数和载流子浓度的信息。

这些结果对于进一步研究材料的电子性质和应用具有重要意义。

结论：通过实验数据处理，我们成功地研究了霍尔效应，并通过线性拟合计算得到了霍尔系数和载流子浓度的值。

这些结果对于材料研究和电子器件的设计具有重要的参考价值。

大学物理实验霍尔效应报告模版_

大学物理实验霍尔效应报告模版1. 实验目的本实验旨在探究实验样本受到垂直于电流方向的外磁场时所产生的霍尔电势和霍尔电流，并且通过测量相关参数，例如霍尔电势与电流强度、磁感应强度大小之间的关系，以及确定样品中载流子的类型和浓度等。

2. 实验原理霍尔效应是由美国物理学家爱德华·霍尔（Edwin Hall）于1879年发现的物理现象，是电学和磁学相互作用的重要表现形式之一。

当一个导体中有一定电流流过时，在垂直于电流方向的外加磁场的作用下会出现横向电场E y，这个电场就称为霍尔电场，同时在横向电场中，电荷载流子在y方向上会受到洛伦兹力，导致电荷在y方向上堆积，从而导致样品两侧电势差V H的发生。

通过测量霍尔电势V H与电流强度I、磁场强度B之间的关系，可以计算出电子运动的轨迹和载流子的浓度。

具体来说，样品在垂直于平面内加上磁场时，电荷载流子在y方向受到的洛伦兹力为：F=qE y=qV H d其中，d为样品厚度。

由于电荷载流子受到的力为库仑力与洛伦兹力的合力，因此加上外磁场后会呈现弯曲的轨迹。

根据基本电学知识和洛伦兹力公式，可以得到样品中的自由电荷载流子的移动速度v D与电场E y、磁场B以及载流子的荷质比q/m有关：$$ v_D=\\mu_{Hall}E_y=\\frac{\\mu_{Hall}V_H B}{d} $$其中$\\mu_{Hall}$为霍尔系数。

因此，当固定电流强度I和磁感应强度B时，霍尔电势V H与电荷载流子浓度n的关系如下：$$ V_H=\\frac{IB}{node} $$其中，e为电子电荷，n为电荷载流子浓度。

对上式进行一定调整，可以得到样品中的电荷载流子浓度n：$$ n=\\frac{IB}{edV_H} $$另外，根据电学基本定理，可以得到电阻率$\\rho$与样品尺寸和电学参数的关系：$$ \\rho=\\frac{VB}{Id} $$其中，V为样品两端的电压，d为样品的宽度，I为通电电流。

大学物理实验报告霍尔效应

大学物理实验报告霍尔效应一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪测量霍尔电压、电流等物理量。

二、实验原理1、霍尔效应将一块半导体薄片置于磁场中（磁场方向垂直于薄片平面），当有电流通过时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个横向电场，这种现象称为霍尔效应。

2、霍尔电压产生的横向电场导致薄片两侧出现电势差，这个电势差称为霍尔电压＄U_H$ 。

霍尔电压的大小与通过薄片的电流＄I$、磁场的磁感应强度＄B$ 以及薄片的厚度＄d$ 等因素有关，其关系式为：＄U_H ＝＼frac{R_H IB}｛d}＄其中，＄R_H$ 称为霍尔系数，它与半导体材料的性质有关。

3、磁场的测量若已知霍尔系数＄R_H$ 、通过的电流＄I$ 以及霍尔电压＄U_H$ ，则可以计算出磁感应强度＄B$ ：＄B ＝＼frac{d U_H}｛R_H I}＄三、实验仪器霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计等。

四、实验内容与步骤1、仪器连接将霍尔效应实验仪的各部分按照说明书正确连接，确保线路接触良好。

2、调节参数（1）调节励磁电流，使磁场达到一定强度。

（2）调节工作电流，使其在合适的范围内。

3、测量霍尔电压（1）保持励磁电流不变，改变工作电流，测量不同工作电流下的霍尔电压。

（2）保持工作电流不变，改变励磁电流，测量不同励磁电流下的霍尔电压。

4、数据记录将测量得到的电流、霍尔电压等数据准确记录在表格中。

五、实验数据记录与处理1、数据记录表格｜工作电流 I （mA) ｜励磁电流 IM （A) ｜霍尔电压 UH （mV) ｜｜｜｜｜｜ 100 ｜ 050 ｜ 250 ｜｜ 150 ｜ 050 ｜ 375 ｜｜ 200 ｜ 050 ｜ 500 ｜｜ 250 ｜ 050 ｜ 625 ｜｜ 100 ｜ 100 ｜ 500 ｜｜ 100 ｜ 150 ｜ 750 ｜｜ 100 ｜ 200 ｜ 1000 ｜2、数据处理（1）根据实验数据，绘制霍尔电压＄U_H$ 与工作电流＄I$ 的关系曲线，分析其线性关系。

实验报告霍尔效应

实验报告霍尔效应一、前言本实验即为霍尔效应实验，目的为观察材料中的自由电子在磁场中的漂移情况，并通过测量霍尔电压、磁场强度、电流等参数计算出材料中的载流子浓度、电荷载流子的载流率和电导率等物理参数，加深对材料物理性质的理解。

二、实验原理1. 霍尔效应霍尔效应是指在垂直磁场中，导电体中的自由电子感受到的洛伦兹力使其沿着垂直于电流方向的方向漂移，从而产生一侧的电荷密度增加，另一侧的电荷密度减小，形成的电势差即为霍尔电势差（VH），如下图所示：其中，e为元电荷，IB为电流，B为磁场强度，d为样品宽度，n为电子浓度。

2. 实验装置本实验装置如下图所示：其中，UH为霍尔电势差测量电压，IB为电流源，B为电磁铁控制磁场强度，R为电阻，L1，L2为长度为d的导线，L3为长度为l的导线。

3. 实验步骤（1）将实验装置按照图中所示连接好。

（2）打开电源，调节电流源的电流大小，使其稳定在0.5A左右。

（3）打开电磁铁电源，调节磁场强度大小。

（4）读取测量电压UH值。

（5）更改电流大小、磁场强度等参数进行多次实验重复测量。

三、实验结果通过多次实验测量，我们得到了以下测量数据：IB/A B/T UH/mV0.5 0 00.5 0.1 60.5 0.2 120.5 0.3 180.5 0.4 240.5 0.5 30四、实验分析1. 计算样品电子浓度根据式子：UH=IBBd/ne，可以计算得出样品中电子浓度n，如下表所示：2. 计算材料电导率IB/A B/T UH/mV R/Ω J/A.m^-2 E/V.m^-1 σ/(S.m^-1)0.5 0 0.22 1.18 4.24E+5 0.64 3.59E+50.5 0.1 6.22 1.18 4.24E+5 0.64 3.59E+50.5 0.2 12.22 1.18 4.24E+5 0.64 3.59E+50.5 0.3 18.22 1.18 4.24E+5 0.64 3.59E+50.5 0.4 24.22 1.18 4.24E+5 0.64 3.59E+50.5 0.5 30.22 1.18 4.24E+5 0.64 3.59E+53. 计算电子的载流率通过本实验可以得到如下结论：1. 随着磁场强度的增加，霍尔电势差也随之增加。

大学物理实验报告——霍尔效应(nh5

大学物理实验报告3. 实验原理（请用自己的语言简明扼要地叙述，注意原理图需要画出，测试公式需要写明）从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。

当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场对于如图所示的N型半导体试样，若在x方向通以电流IS，在z方向加磁场B，试样中载流子(电子)将受洛伦兹力FB=ev B则在y方向(即试样A和A'电极两侧)就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场——霍尔电场。

显然，该电场阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力eEH与洛伦兹力evB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eEH=evB式中EH为霍尔电场；v为载流子在电流方向上的平均漂移速度。

电场的指向取决于试样的导电类型，对N型试样，霍尔电V4：-Is，+B然后求上述数据V1，V2，V3和V4的代数平均值，可得VH=(V1-V2+V3-V4)/4通过对称测量法求得的VH存在个别无法消除的副效应，但其引入的误差甚小，可以忽略不计。

(2)电导率σ的测量σ可以通过如图5.2.6所示的A，C（或A'，C'）电极进行测量，设A，C间的距离为l，样品的横截面积为S=bd，流经样品的电流为Is，在零磁场下，若测得A，C（或A'，C'）间的电势差为Vσ（VAC），可求得σ=Isl/(VσS)(3)操作步骤仔细阅读仪器使用说明书后，按照图连接测试仪和实验仪之间相应的Is，VH和Im各组连线，Is及Im换向开关扳向上注意：Is取值不要过大，以免Vσ太大，毫伏表超量程（此时首位数码显示为1，后三位数码熄灭）。

④确定样品的导电类型将实验仪三组双刀开关均扳向上方，即Is沿x方向，B沿z方向，毫伏表测量电压为VAA'。

取Is=2mA，Im=0.6A，测量VH的大小与极性，判断样品导电类型。

大学物理仿真实验——霍尔效应

仿真实验------霍尔效应实验人：代梦妮一、实验目的：（1）霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用（2）测绘霍尔元件的V H —Is ，V H —I M 曲线，了解霍尔电势差V H 与霍尔元件工作电流Is ，磁场应强度B 及励磁电流I M 之间的关系。

（3）学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。

（4）学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

二、实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。

当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。

如下图(1)所示，磁场B位于Z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is （称为工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流Is 相反的X 负向运动。

由于洛仑兹力f L作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转，并使B 侧形成电子积累，而相对的A 侧形成正电荷积累。

与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力 f E 的作用。

随着电荷积累的增加，f E 增大，当两力大小相等（方向相反）时， f L =－f E ，则电子积累便达到动态平衡。

这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H ，相应的电势差称为霍尔电势V H 。

设电子按平均速度V ，向图示的X 负方向运动，在磁场B 作用下，所受洛仑兹力为：f L =－e V B式中：e 为电子电量，V 为电子漂移平均速度，B 为磁感应强度。

同时，电场作用于电子的力为： f E H H eV eE -=-=l图(1) 霍尔效应原理式中：E H 为霍尔电场强度，V H 为霍尔电势，l 为霍尔元件宽度当达到动态平衡时:f L =－f EV B=V H /l (1)设霍尔元件宽度为l ，厚度为d ，载流子浓度为 n ，则霍尔元件的工作电流为 ld V ne Is = (2)由(1)、(2)两式可得：d IsB R d IsB ne l E V H H H ===1 (3)即霍尔电压V H (A 、B 间电压)与Is 、B 的乘积成正比，与霍尔元件的厚度成反比，比例系数)/(1ne R H =称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，只要测出HV （伏），以及s I （安），B （高斯）和d （厘米）可按下式计算H R （厘米3/库仑）。

华科大一下物理实验报告霍尔效应与应用设计

霍尔效应与应用设计【实验内容】1. 恒定磁场，保持I M 不变（可取I M =0.50A ），测绘V H －I S 曲线（I S 取0.50，1.00,1.50，……4.00mA ）表1 测绘S H I ~V 实验曲线数据记录表，A 500.0I M =)mA (I S)mV (V 1 )mV (V 2)mV (V 3 )mV (V 4)mV (4V V V V V 4321H -+-=S I ,B ++S I ,B +-S I ,B --S I ,B -+50.0 0.84 1.19 1.19 0.85 1.0175 00.1 1.68 2.38 2.37 1.69 2.03 50.12.513.55 3.54 2.53 3.0325 00.2 3.354.73 4.70 3.37 4.0375 50.2 4.185.90 5.89 4.21 5.045 00.3 5.02 7.08 7.05 5.056.05 50.35.858.268.225.907.0575通过回归法可计算出k1=2.01232. 恒定工作电流，保持I S 不变（取I S =3.00mA ），测绘V H －I M 曲线（I M 取0.100，0.200，……，0.500A ），表格设计参阅表1。

123456780.51.01.52.02.53.03.5 Vh(mV)Is(mA)测绘S H I ~V 实验曲线数据记录表，mA 00.3=S I)mA (M I )mV (V 1 )mV (||2V)mV (V 3 )mV (||4V)mV (4||||4321V V V V V H +++=S I ,B ++S I ,B +-S I ,B --S I ,B -+0.1000 2.23 0.19 0.22 2.20 1.21 0.2000 3.45 1.40 1.42 3.41 2.42 0.3000 4.65 2.61 2.62 4.61 3.6225 0.4000 5.85 3.80 3.84 5.82 4.8275 0.50007.075.025.057.036.0425通过回归法可计算出k2=12.07253.在零磁场下（即I M =0），测量V BC （即σV ）。

霍尔效应实验报告

R S
d
Hd
比例系数 RH=1/ne 称为霍尔系数。 1 ．由 RH 的符号(或者霍尔电压的正负)判断样品的导电类型。 2 ．由 RH 求载流子浓度 n，即
1 n
(4)
R e
H
3 ．结合电导率的测量，求载流子的迁移率。
电导率 σ 与载流子浓度 n 以及迁移率之间有如下关系
结束，且挪移步长为 1cm。
在 excel 中，线性拟合直线斜率
k=2.0021。k=K *B , H
所以
K =k/B=2.002142857*10^3/11.25=17 H
7.97mv/mA*T,
R =K *d=0.03559m*mv/mA*T, HH
n=1/(R *e)=1.756*10^20mA*T/(m*mv H
如今，霍尔效应非但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽 ( 高达1 0 GHz) 、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
1 ．通过实验掌握霍尔效应基本原理，了解霍尔元件的基本结构； 2 ．学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、迁移率等参数的实验方法和技术； 3 ．学会用“对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。 4 ．学习利用霍尔效应测量磁感应强度 B 及磁场分布。
图2
图3
在半导体试样上引出测量电极时,不可能做到接触电阻彻底相同。当工作电流 Is 通过不同接触电阻时会产生不同的焦耳热,并因温差产生一个温差电动势,结果在 Y 方向产生附加电势差 VN ，这就是能斯脱效应。而VN 的符号只与 B 的方向有关，与 Is 的方向无关，因此可通过改变 B 的方向予以消除。 (4)里纪 —勒杜克效应—热磁效应产生的温差引起的附加电压VRL

霍尔效应实验数据及曲线 (精选可编辑)

霍尔效应实验数据及曲线（精选可编辑）
霍尔效应是物理学领域重要的研究内容之一，它指的是在特定磁场作用下自由电子圆周运动时其发射和吸收的能量的变化。

1920年，奥地利物理学家霍尔发现，当单个电子在特定的磁场中运动时，它会在一定的能量状态下耗尽，而在另一种能量状态下增加：即在某一特定角度间会出现零活度。

因此，在施加外部磁场作用下得出的散射起伏曲线，便是霍尔效应现象，且分离极化能谱线微不可挝，从而有一正一反两个仰拱形状。

由此可知，进行霍尔效应实验时，通常需要施加外场，并可以观察到明显的能谱，用以描述出由霍尔效应产生的曲线图。

有了这些研究和测量结果，就可以对霍尔效应引起的自由电子运动及其能量变化有一定的了解。

例如，在研究中，可以衡量出不同的磁场强度会影响能谱的大小，即代表能量的变化。

通过测量，发现通常在2-3反射面之间，能谱曲线会形成两个仰拱，即两个「正 - 负」峰值。

究其深因，可以推断自旋轨道耦合力会导致自由电子在施加外场中有一定的取向性，从而进而发生能量交换，从而得以形成曲线图。

曲线图不仅能够测量出电子能谱的分布，还能够揭示旋轨道耦合力的速度。

因此，霍尔效应实验数据和曲线可以帮助我们深入了解电子的能量变化以及其它物理现象，以便进行进一步挖掘和加强我们对基本物理学现象的了解。

(完整版)大学物理实验报告系列之霍尔效应

大学物理实验报告【实验名称】霍尔效应【实验目的】1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2．学习用“对称测量法”消除付效应的影响，测量试样的VH—IS；和VH—IM 曲线。

3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

【实验仪器】霍尔效应实验仪【实验原理】霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。

当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。

对于图1（a）所示的N型半导体试样，若在X方向通以电流1s，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力F B= e v B （1）则在Y方向即试样A、A'电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。

电场的指向取决于试样的导电类型。

对N型试样，霍尔电场逆Y方向，P 型试样则沿Y方向，有：Is (X)、B (Z) E H (Y) <0 (N型)E H (Y) >0 (P型)显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力HeE与洛仑兹力eVB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有HeE= B v e（2）其中HE为霍尔电场，v是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽为b，厚度为d，载流子浓度为n，则bdvneIs=（3）由（2）、（3）两式可得dBIRdBInebEV SHSHH===1（4）即霍尔电压HV（A、A'电极之间的电压）与IsB乘积成正比与试样厚度成反比。

比例系数neRH1=称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，))(mA IM)(1mvV)(2mvV)(3mvV)(4mvV)(44321mvVVVVVH-+-=BIS++...BIS-+...BIS+-...BIS--...0.300 4.18 4.02 3.95 4.18 0.0975 0.400 5.52 5.37 5.30 5.49 0.085 0.500 6.84 6.68 6.67 6.84 0.0825 0.600 8.19 8.04 8.03 8.21 0.0825 0.700 9.55 9.04 9.38 9.55 0.170 0.800 10.90 10.75 10.74 10.92 0.0825mvV1.167=σmmd5.0=mml3=mmb5=TAKGSB364.0/64.3==由公式ccmBIdVRSHH/0549.01036401105.004.0103848=⨯⨯⨯⨯=⨯=-由公式1719108.8106.10549.011--⨯=⨯⨯==eRnH由公式63.143105.051.167233=⨯⨯⨯⨯==-SVlISσσ西门子/米由公式89.763.1430549.0=⨯==σμHR【小结与讨论】(1)了解了霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件丢材料的要求的知识，了解到一些物理量比如说霍尔系数，迁移率，电导率霍尔灵敏度等(2)如何判别霍尔元件的载流子类型？讨论知道电流方向一定，载流子的受力方向就一定，载流子会在受力方向积累，然后观测其正负。

工作报告之霍尔效应实验报告rh

霍尔效应实验报告rh【篇一：大学物理实验报告系列之霍尔效应】大学物理实验报告)【篇二：霍尔效应实验报告】实验数据is 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4v1 -4.85 -7.27 -9.73 -12.11 -14.47 -16.92 -19.34 v1 -4.9 -6.58 -8.24 -9.92 -11.6 -13.27v2 5.13 7.66 10.18 12.79 15.29 17.83 20.56 v2 5.16 6.84 8.52 10.19 11.89 13.58v3 -5.13 -7.7 -10.19 -12.79 -15.29 -17.83 -20.56 v3 -5.19 -6.84 -8.54 -10.2 -11.91 -13.54v4 4.86 7.28 9.66 12.1 14.5 16.93 19.33 v4 4.9 6.6 8.26 9.98 11.62 13.28vh -4.9925 -7.4775 -9.94 -12.4475 -14.8875 -17.3775 -19.9475 vh -5.0375 -6.715 -8.39 -10.0725 -11.755 -13.4175rh -8667.53 -8654.51 -8628.47 -8644.1 -8615.45 -8619.79 -8657.77 rh -5830.44 -5828.99 -5826.39 -5828.99 -5830.85 -5823.57im 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8思考题1. 本实验是采用什么方法消除各种负效应的？1.由不等电位差引起的误差；应尽量使样品的霍尔电压测试点处于同一等位线上2.爱延豪森效应；使样品通入交流电流3.里纪-勒杜克效应；改变磁场方向4.能斯脱效应；使样品通过磁场方向v?度.rhi,其中,v为载流子的迁移率,rh为电导率,i为电流 l 为导体板宽度,d 为板的厚ld【篇三：霍尔效应实验报告】大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vh?is，vh?im曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制（工作）电流is、励磁电流im之间的关系。

霍尔效应大物实验报告

霍尔效应大物实验报告
实验名称：霍尔效应实验
实验目的：
1. 理解霍尔效应的基本原理和实验方法。

2. 学习如何使用霍尔元件进行电学测量。

3. 通过实验探究磁场的性质和应用。

实验原理：
霍尔效应是指在磁场中将电流引入一块具有指定导电性质的材料中时所观察到的电场效应。

根据霍尔效应所描述的物理现象，我们可以通过对材料中电子的行为进行分析，从而计算出磁场的大小和方向。

该实验使用霍尔元件作为电路元件来探测磁场。

当通过电路中的霍尔元件流过电流时，它会产生一个垂直于磁场方向的电场，
该电场可通过电子在材料中移动时受到的洛伦兹力来产生。

通过测量这些电场，可以计算出磁场的大小和方向。

实验装置：
1. 霍尔元件
2. 恒流源
3. 万用表
4. 磁铁
5. 电源
实验步骤：
1. 将恒流源与霍尔元件连接，保持电流恒定。

2. 调整磁铁的位置和方向，测量霍尔元件的电场，记录数据。

3. 根据记录的数据，计算磁场的大小和方向。

实验结果：
在实验中，我们测量了霍尔元件的电场，并通过计算得出了磁场的大小和方向，结果如下：
磁场大小：2.45T
磁场方向：水平向左方向
结论：
通过实验，我们成功地测量了磁场的大小和方向，并探索了霍尔效应的基本原理和实验方法。

实验结果表明，磁场可以通过霍尔元件来进行电学测量，这为我们在工程和科学领域中的磁场应用提供了有力的支持。

大学物理实验报告实验18霍尔效应数据处理之欧阳家百创编

霍尔效应数据处理范例欧阳家百（2021.03.07）由公式：B⋅∆I ∆=H V K H ；rML L NI B μμ210+=得N⋅⋅+=021)(μμCHM rH H I I L L V K 0μ——真空磁导率（0μ=17104--⋅⋅⋅⋅A m T π）；N ——励磁线圈的匝数（N=1500）；IM ——线圈中的励磁电流；L1——气隙距离； L2——铁芯磁路平均长度；r ——铁芯相对磁导率(r=1500)例1、用逐差法处理数据：数据记录及处理IM=200mA, L1=3.00mm; L2=287mm;0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00VH1 -0.66 -1.44 -2.24 -3.02 -3.82 -4.60 -5.40 -6.16 -6.96 -7.73 -8.55 -9.33 -10.12 -10.92 VH 2 0.97 1.75 2.54 3.33 4.11 4.89 5.69 6.44 7.23 8.00 8.81 9.57 10.37 11.17 VH 3 0.97 1.74 2.53 3.33 4.12 4.88 5.68 6.44 7.23 7.99 8.80 9.56 10.36 11.13 VH 4-0.67 -1.45 -2.23 -3.04 -3.82 -4.60 -5.40 -6.17 -6.98 -7.75 -8.56 -9.33 -10.15 -10.95 HV0.82 1.60 2.39 3.18 3.97 4.74 5.54 6.30 7.10 7.87 8.68 9.45 10.25 11.04V8－V1＝6.30－0.82＝5.48 V9－V2＝7.10－1.60＝5.50 V10－V3＝7.87－2.39＝5.48V11－V4＝868－3.18＝5.50 V12－V5＝9.45－3.97＝5.48 V13－V6＝10.25－4.74＝5.51 V14－V7＝11.04－5.54＝5.50数据个数N ＝7 n ＝7 根据肖维涅准则剔除坏值 C7＝1.8(坏值条件：|Xi －X|>Cn*SXX 的平均值（H V ∆）为5.49 SX ＝0.012536 Cn*SX ＝0.022564 无坏值出现mA I CH 50.3=某次测量的标准偏差：01253.017)(712=--=∑=i iX x xS平均值的标准偏差：004738.0)17(7)(712=--=∑=i ix x xS不确定度估算：UA ＝x S ＝0.0047 ；029.0305.03==∆=m U B计算霍尔灵敏度H K 及其不确定度：。