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大学物理实验教案实验题目
霍耳效应法测量磁场
实验性质基本实验实验学时3教师冷雪松
教学目的1、熟悉和掌握霍尔磁场测试仪器和霍尔效应装置的使用方法2、了解霍尔效应产生的原理3、学习和掌握了用霍尔效应的方法测量磁场4、学习霍尔效应研究半导体材料的性能的方法以及消除副效应影响的方法
重点消除副效应对测量结果的影响
难点霍尔效应的产生机理怎样消除影响测量准确性的附加效应
教学过程
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的设计
课前的准备：
仪器设备的检查，注意要校准砝码。
实验的预做（采集三组以上数据进行处理）。
作出数据表格设计的参考。
课上教学的设计：
一、课上的常规检查（预习报告、数据表格的设计等）。5分钟
二、讲解的设计
30分钟
1、引言
德国物理学家霍尔（EHHall）1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现，任何导体
通以电流时，若存在垂直于电流方向的磁场，则导体内部产生与电流和磁场方向都垂直的电
场，这一现象称为霍尔效应，它是一种磁电效应磁能转换为电能。二十世纪五十年代以来，
由于半导体工艺的发展，先后制成了多种有显著霍尔效应的材料，这一效应的应用研究也随
之发展起来。现在，霍尔效应已在测量技术、自动化技术、计算机和信息技术等领域得到了
广泛的应用。在测量技术中，典型的应用是测量磁场。
测量磁场方法不少，但其中以霍尔效应为机理的测磁方法因结构简单、体积小、测量速度快
等优点而有着广泛的应用，本实验就是采用这种方法。通过本实验了解霍尔效应的物理原理，
掌握用磁电传感器霍尔元件测量磁场的基本方法，学习用异号法消除不等位电压产生的
系统误差。
2、提出本实验的目的与任务，讲授为完成本实验设计思想和设计
原则
实验原理
霍尔效应实质上是运动电荷在磁场中受到洛仑磁力的作用后发生偏转而产生的，当霍尔电场
力与洛仑磁力平衡时，霍尔片中载流子不在迁移，这样就在霍尔片的上下两个平面间形成了
恒定的电位差霍尔电位差UH，实验测定
系数RH1
e称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，载流子浓度
越小则RH越大，UH也越大，所以只有当半导体
比金属的小得多出现以后，霍尔效应的应用才得以发展。对于特定的霍尔元件，其厚度d确定，定义霍尔灵敏度KHRHd，KH与霍尔片的材料性质、几何尺寸有关，对于一定的霍尔片，其为常数。这样
上式是霍尔效应测磁场的基本理论依据，只要已知KH，用仪器测出I及UH，则可求出磁感应r