Порядок выполнения работы

1. Включить установку (переключатель «сеть» находится на задней панели измерительного блока).

2. Переключателем измерителя переключить миллиамперметр в режим измерения тока через датчик Холла (при этом должен загореться соответствующий светодиод).

3. Установить полярность «+» переключателем «направление тока» (в индикации миллиамперметра отсутствует знак «–»).

4. Кнопками регулировки силы тока «+» и «–» установить силу тока через датчик Холла I=3 мА.

5. Переключателем измерителя переключить миллиамперметр в режим измерения тока электромагнита (при этом должен загореться соответствующий светодиод).

6. Установить полярность «+» переключателем «направление тока» (в индикации миллиамперметра отсутствует знак «–»).

7. Кнопками регулировки силы тока «+» и «–» установить силу тока электромагнита I_эм=3 мА.

8. Измерить ЭДС Холла U⁺, записать все величины в таблицу 15.2.

9. Кнопками регулировки силы тока «+» и «–» устанавливать силу тока электромагнита I_эм=4 мА; 5 мА; … 10 мА, каждый раз измеряяи записывая величину U⁺.

10. Установить полярность «–» переключателем «направление тока» (в индикации миллиамперметра присутствует знак «–»).

11. Повторить пункты 7-9, записывая в таблицу ЭДС Холла U^– при другом направлении магнитного поля.

12. Повторить измерения ЭДС Холла для тока через датчик I=4 мА (пункты 2-11), а затем для I=5 мА.

13. По формуле (15.9) вычислите Холловскую разность потенциалов для каждого измерения. Результаты занесите в таблицу 15.2.

U_х=(U⁺ – U^–)/2. (15.9)

14. По графику (рис.15.5) зависимости В от I_эм определите В и занесите в таблицу 15.2.

15. По формуле (15.6) рассчитайте R_Х для каждого значения В, определяемого по току через электромагнит.

, (15.6)

где I – ток через образец, d=3^.10^-4м – толщина пластинки.

16. Вычислите среднее значение R_Х, по которому определите концентрацию носителей заряда n, используя формулу (15.5):

. (15.5)

17. Зная R и g, по формуле (15.8) вычислите подвижность носителей заряда u:

u=g/(en)=gR_Х. (15.8)

18. Вычислите погрешности R_Х и u.

Таблица 15.2

Контрольные вопросы

1. В чем заключается эффект Холла?

2. Чем объясняется эффект Холла?

3. Чему равна и как направлена сила Лоренца?

4. Для каких целей практически используется эффект Холла?

5. Выведите формулу для Холловской разности потенциалов.

6. Как расположены эквипотенциальные поверхности при прохождении постоянного тока через образец: а) в отсутствие магнитного поля; в) при включенном магнитном поле?

7. Как исключается погрешность, связанная с несимметричностью контактов подключения миллиамперметра к образцу?

8. Каков знак носителей тока в изучаемом образце?

Используемая литература

[1] §§ 21.2, 23.2;

[2] §§ 14.2, 14.5;

[4] т.2, §§ 79;

[5] §§ 114, 117.

Лабораторная работа 2-16