哈工大物理实验报告——霍尔效应
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：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。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：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。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应实验报告
霍尔效应实验报告霍尔效应实验报告一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理和实现方式；2. 学习使用霍尔效应传感器进行电流强度测量；3. 了解霍尔效应在电子器件中的应用。
二、实验仪器与材料1. 霍尔效应实验箱；2. 微电流信号源；3. 霍尔传感器；4. 直流稳压电源；5. 万用表。
三、实验原理霍尔效应是指导电体中有载流子通过垂直于电流方向的磁场时，会在垂直于电流方向的一侧产生电势差的现象。
霍尔传感器利用霍尔效应实现电流强度的测量，当通过霍尔传感器的电流发生变化时，传感器的输出电压也会相应变化。
四、实验步骤与方法1. 连接电路：将信号源的正负极分别与霍尔传感器的A、B极连接，然后将霍尔传感器的C极与地线相连；2. 调节信号源：设置电流值，并通过万用表测量电流强度；3.测量输出电压：将万用表的正负极分别与霍尔传感器的D、E极连接，并记录输出电压；4. 改变电流强度：调节信号源的电流值，并重新测量输出电压；5. 分析实验结果：根据实验结果分析电流和输出电压的关系，进而得出结论。
五、数据处理与结果分析电流强度（A）输出电压（V）0.5 51 101.5 152 202.5 25由实验数据可以看出，当电流强度发生变化时，输出电压也发生了相应的变化。
电流强度越大，输出电压越大，两者呈线性关系。
根据实验数据可以得出如下线性关系式：输出电压 = 10 ×电流强度。
六、实验结论通过霍尔效应实验，我们验证了霍尔效应的存在，并学习了使用霍尔效应传感器进行电流强度测量的方法。
实验数据表明，电流强度和霍尔传感器的输出电压之间存在线性关系，可以通过简单的比例关系进行测量。
霍尔效应在电子器件中有着广泛的应用，例如电流传感器、开关等。
七、实验体会通过本次实验，我对霍尔效应的原理和应用有了更深入的了解。
实验操作简单，结果明显，使我更加坚信了实验的重要性。
实验中我还注意到了实验仪器的使用方法和注意事项，对于仪器的保养和维修有了初步的了解。
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：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。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：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。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应实验报告优秀4篇
霍尔效应实验报告优秀4篇实验四霍尔效应篇一实验原理1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。
TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。
棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。
玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。
上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。
然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。
理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。
取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。
在未加驱动电压的情况下，来自光源的'自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。
这时光的偏振面与P2的透光轴平行，因而有光通过。
在施加足够电压情况下(一般为1～2伏)，在静电场的作用下，除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外，其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。
于是原来的扭曲结构被破坏，成了均匀结构。
从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转，保持原来的偏振方向到达下电极。
这时光的偏振方向与P2正交，因而光被关断。
由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过，加上电场的时候光被关断，因此叫做常通型光开关，又叫做常白模式。
霍尔效应实验报告
霍尔效应实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。
2、掌握用霍尔效应测量磁场的方法。
3、学会使用霍尔效应实验仪器，测量霍尔电压、霍尔电流等物理量。
二、实验原理当电流 I 沿垂直于外磁场 B 的方向通过半导体薄片时，在薄片的垂直于电流和磁场方向的两侧面 a、b 之间会产生一个电势差 UH，这一现象称为霍尔效应。
UH 称为霍尔电压。
霍尔效应是由于运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用而产生的。
设半导体薄片的厚度为 d，宽度为 b，载流子浓度为 n，载流子的电荷量为 q，它们定向移动的速度为 v，则有：洛伦兹力 F ＝ qvB当载流子受到的洛伦兹力与电场力平衡时，有：qE ＝ qvB其中 E 为电场强度，由于电场强度 E ＝ UH ／ b，所以：UH ＝ vBb又因为电流 I ＝ nqbdv，所以：v ＝ I ／（nqbd)将 v 代入 UH ＝ vBb 中，可得：UH ＝ BI ／（nqd)上式表明，霍尔电压 UH 与电流 I 和磁感应强度 B 成正比，与薄片的厚度 d 和载流子浓度 n 成反比。
通过测量霍尔电压 UH、电流 I 和磁感应强度 B，可以计算出霍尔系数 RH ＝ 1 ／（nq)，从而确定载流子的浓度 n。
三、实验仪器霍尔效应实验仪、特斯拉计、直流电源、数字电压表等。
四、实验步骤1、连接实验仪器按照实验电路图连接好霍尔效应实验仪、直流电源、数字电压表等仪器。
确保连接正确无误，接触良好。
2、调整仪器参数打开直流电源，调节电流输出为一定值，例如 5mA。
同时，使用特斯拉计测量磁场强度，并记录下来。
3、测量霍尔电压将霍尔元件放入磁场中，分别测量不同磁场强度下的霍尔电压。
改变磁场方向，再次测量霍尔电压，以消除副效应的影响。
4、改变电流方向改变电流的方向，重新测量霍尔电压，进一步减小测量误差。
5、数据记录与处理将测量得到的数据记录在表格中，包括电流 I、磁场强度 B、霍尔电压 UH 等。
根据实验数据，计算霍尔系数 RH 和载流子浓度 n。
霍尔效应实验大学实验报告
霍尔效应实验大学实验报告1. 理解霍尔效应的基本原理；2. 学会使用霍尔效应实验装置进行实验操作；3. 探究霍尔效应与磁场强度、电流强度、导体材料等因素的关系；4. 提高实验数据处理和分析能力。
实验原理：霍尔效应是指当导体中有电流通过时，如果垂直于电流方向加上一个外加磁场，则导体中会产生一个横向的电势差，其大小与电流强度、磁场强度和导体材料有关。
实验步骤：1. 搭建实验装置：将霍尔元件固定在金属板上，接上电源和电流表，并连接到示波器中；2. 调节电源使电流稳定在一定数值；3. 调节示波器观察电势差的波形，并记录其峰值；4. 改变电流和磁场强度，重复步骤3；5. 改变导体材料，重复步骤3；6. 整理实验数据，进行数据处理和分析。
实验结果与分析：通过实验观察得到的数据可以发现，电势差的大小与电流强度、磁场强度和导体材料有关。
当电流强度增大时，电势差也会增大，这是因为更多的电子受到洛伦兹力的作用而产生移动；当外加磁场增大时，电势差也会增大，这是因为磁场的增大会增强洛伦兹力的作用；不同导体材料的霍尔系数也不同，表现出不同的电势差，这是由于导体的载流子类型和密度不同导致的。
实验讨论：本实验中，由于实验条件和设备有限，实验结果可能存在一定误差。
例如，电流表的精度限制、示波器的灵敏度等都会对实验结果产生影响。
此外，在实验中应注意控制实验环境，避免外界因素对实验结果的影响。
结论：通过本实验，我们深入了解了霍尔效应的基本原理，掌握了使用霍尔效应实验装置进行实验操作的方法。
实验结果表明，霍尔效应与电流强度、磁场强度和导体材料有关。
实验效果与预期一致。
实验过程中，我们还提高了实验数据处理和分析的能力。
附：实验数据和处理结果表格实验数据表：电流强度（A）磁场强度（T）导体材料电势差（V）0.5 0.2 铜0.031.0 0.4 铜0.061.5 0.6 铜0.090.5 0.2 铝0.021.0 0.4 铝0.041.5 0.6 铝0.06数据处理结果：1. 绘制电势差随电流强度变化的曲线图；2. 绘制电势差随磁场强度变化的曲线图；3. 绘制不同导体材料电势差的柱状图。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
哈工大物理实验报告——霍尔效应
一、实验目的
1. 了解霍尔元件的制作工艺和特性；
2. 掌握霍尔效应的实验方法和测量原理；
3. 了解霍尔效应在电磁学和半导体中的应用；
4. 熟练掌握霍尔实验数据处理方法。
二、实验原理
1.霍尔元件
霍尔元件是由半导体材料做成的，包括霍尔片和两个接触点。
霍尔片所在的面被接上电，霍尔面受到一个磁场时，霍尔电位差就会出现。
霍尔电势是电势与电场的乘积，由负载电流和输入电压维持。
霍尔电势大小与霍尔电导有直接关系。
2. 霍尔效应
当载有电流的导体在外磁场中移动时，如果该导体的厚度很小，就会出现霍尔效应。
这种效应被称为霍尔效应。
霍尔效应的物理原理亦非常简单。
电子顺着磁场方向受到洛伦兹力作用，其中洛伦兹力垂直于电子的往复运动，同时导致电子在垂直磁场方向上移动，此时电子内的电荷聚集在两边，形成了一个激活电动势，即霍尔电势。
3. 实验装置
富血红相机，霍尔电场电源，数字万能表，霍尔元件，霍尔效应试验样品块，两个高强度永久磁铁。
实验过程
1. 实验样品块与样品固定块相连，将该样品块放置在磁铁之间，并旋转磁铁，使其磁场与样品块同轴。
此时，在样品块上加上霍尔电极的电压。
2. 将电压表安装在霍尔电极的两端，并将其任意保持一个方向。
记录下当前电压。
3. 开关功率源，并将电流带到霍尔元件上。
4. 测量电路中的电压，可以得到霍尔电势。
5. 重复测量，直到获得清晰的数据，为在提供数据做铺垫。
6. 测量结束后，关闭电源和电压表。
7. 计算不同电流、不同磁场下的霍尔电势。
8.分析相关数据。
三、实验数据
I（mA）B（T）VH（mV）
1.01 0.3666 0.825
1.51 0.5466 1.225
2.02 0.7266 1.63
2.52 0.9066 2.042
3.03 1.0866 2.445
3.53 1.2666 2.86
4.04 1.44 3.248
四、数据处理
1. 作出I-B、I-VH关系图。
2. 求出样品块的霍尔系数，即Kh=VH/IB。
3. 利用电阻降温层和导体层之间的比例得到样品块材料的铁磁率。
五、实验结论
本实验通过测量霍尔电势实验数据，探索了霍尔效应的特性，并分析了霍尔元件的基本原理和特点。
最终，通过对实验数据的处理分析，得出了实验结果，并得到了样品块的霍尔电导，表明实验结果的准确性和可靠性。