Експериментальна установка для вимірювання холлівської ерс

Електрична схема установки для вивчення ефекту Холу дана на мал. 83.2. Вона складається з електромагніта, у зазорі якого розміщена напівпровідникова пластинка, розміри якої приведені на лабораторному стенді.

Д ля створення струму уздовж пластинки використовується джерело постійного струму G₁, який дозволяє регулювати напругу, що подається на пластинку. Величина напруги вимірюється з допомогою вольтметра V. Значення струму, що пропускається уздовж пластинки, виміряється міліамперметром mA. Різниця потенціалів , що виникає в результаті ефекту Холла в поперечному напрямку, вимірюються потенціометром постійного струму ПП (або з допомогою цифрового мілівольтметра). Для живлення електромагніта М використовується випрямляч, у який вмонтований амперметр для реєстрації струму в обмотці електромагніта.

Хід виконання лабораторної роботи

1. Після перевірки викладачем схеми /мал.83.2/ включити в мережу G₁. За допомогою регулятора напруги встановити через пластину струм, що дорівнює 0.5 - .1 ма.

2. Включити випрямляч електромагніта у мережу перемінного струму і довести значення постійного струму в обмотці електромагніта до 5 А.

Примітка. Значення струму в 5 А, що проходить по обмотці електромагніта, створює в його зазорі магнітну індукцію В= 1,65 Тл.

3. Виміряти з допомогою мілівольтметра величину ЭРС Холла і занести її значення в таблицю 83.1. Потім, починаючи з 1 ма, збільшувати струм через пластину кожний раз на 1 ма, довівши його до 6 ма, і виміряти відповідні значення поперечної напруги і внести їх у табл. 83.1. Одночасно під час вимірювання ЭРС Холла для кожного значення необхідно фіксувати з допомогою вольтметра спад напруги на пластині і записувати його значення в таблицю 83.1:

Обробка результатів вимірів

1. Вираз /83.7/ можна записати у виді , де С - постійна величина для досліджуваного зразка, Постійну С розраховуємо на підставі експериментально отриманих значень і методом "найменших квадратів" (див. п.6)

2. На підставі отриманого значення розрахувати

3. По формулі /83.10/ визначити концентрацію носіїв заряду .

4. Розрахувати омічний опір досліджуваного зразка по формулі методом "найменших квадратів (див. п.6).

5. Розрахувати рухомість носіїв заряду. Врахувавши, що , де довжина досліджуваної пластинки, формулу /83.13/, що визначає рухомість зарядів, можна записати у виді:

/83.14/

6. Розрахунки по п. 1 і 4 можна виконати використавши математичну програму “ORIGIN” (версія 4-6), яка дозволяє отримати графік залежності D = f(L) , коефіцієнт лінійної регресії b та довірчі інтервали похибок .

3. Розрахувати довірчі інтервал для і .

Табл. 83.1

№ п/п	І, мА	V, B	мВ	В, Тл
1
2
3		Провести 8 – 12 вимірів
4
5
6

Література.

1. Детлаф А.А., Яворский Б.В. Курс физики. – М. – «Высшая школа». – 1989 – стр. 247 – 252.

4