Експериментальна установка.

Рис.11.3. Схема експериментальної установки для дослідження ефекту Холла.

Датчик Холла розміщується у середині соленоїда на вимірювальному стержні, котрий може переміщуватися вздовж осі. Крізь датчик пропускаємо струм від універсального джерела живлення. Під дією магнітного поля соленоїда в датчику виникає Е.Р.С. Холла, котра вимірюється цифровим вольтметром. Схема експериментальної установки зображена на рис. 11.3.

Завдання.

1. Увімкнути універсальне джерело живлення та цифровий вольтметр.

2. Зняти залежність Е.Р.С. Холла від відстані до центру соленоїда вздовж його осі ∆V_експ = (х). Побудувати графік, відклавши по осі ординат ∆V_експ (х) / ∆V_експ(0).

3. На тому ж графіку побудувати теоретичну криву залежності магнітного поля соленоїда від відстані

,

нормовану на значення індукції при X  0  B_теорx  B_теор0),

де L  довжина соленоїда;

х  відстань від центру соленоїда до точки дослідження;

R  радіус соленоїда;

m  кількість витків на одиницю довжини соленоїда;

- загальна кількість витків соленоїда.

4. Скориставшись теоретичним значенням індукції магнітного поля в центрі соленоїда В_теор(0), визначити за формулою (11.9) значення сталої Холла та за формулою (11.10) концентрацію носіїв n. Для цього використати виміряне значення Е.Р.С. Холла в цій точці. Значення сили струму І визначається за показниками амперметру на джерелі живлення. Даний пункт виконати не менш трьох раз для різних значень струму, що протікає через соленоїд.

Дані для розрахунку.

а = 0,2 мм N = mL= 2500

l = 1,5 мм L = 168мм

в = 1 мм R = 30 мм

Контрольні запитання.

1.Які речовини називаються діелектриками, провідниками, напівпровідниками? Чим пояснити різницю їх електричних властивостей?

2. Що називається стала Холла? У яких речовин  у провідників чи напівпровідників  стала Холла більш залежить від температури, чому?

3. Вираз для сталої Холла був отриманий без врахування розподілу електронів за швидкостями. На скільки це справедливо у випадку металів та напівпровідників?

4. Чи залежить результат вимірювання сталої Холла від геометрії зразків?

5. Дати визначення рухомості носіїв заряду, у яких одиницях вона вимірюється?

6. Записати вираз для питомої електричної провідності провідника, напівпровідника? Вказати розмірність величини .

7. Чому рівна Е.Р.С. Холла? Як визначити характер провідності об’єкта дослідження за допомогою ефекту Холла?

8. Показати напрямки відхилення носіїв заряду в напівпровідникому зразку, що містить і електрони, і дірки в рівній кількості. Чому дорівнює в цьому випадку Е.Р.С. Холла?

Дані вимірювання занести в таблицю:

	Іс.(А)	Іс.(А)	Іс.(А)
X(відстань)	Uх( В)	Uх( В)	Uх( В)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100