大物实验报告霍尔效应

大学物理实验报告霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。

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的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。

【实验名称】霍尔效应【实验目的】1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2．学习用“对称测量法”消除付效应的影响，测量试样的VH—IS；和VH—IM 曲线。

3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

【实验仪器】霍尔效应实验仪【实验原理】对于图1（a）所示的N型半导体试样，若在X方向通以电流1s，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力FB=e v B（1）则在Y方向即试样A、A'电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。

电场的指向取决于试样的导电类型。

对N型试样，霍尔电场逆Y方向，P 型试样则沿Y方向，有：Is(X)、B(Z)EH(Y) <0(N型)EH(Y) >0(P型)显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力eE H与洛仑兹力eVB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eEH=evB（2）其中EH为霍尔电场，v是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽为b，厚度为d，载流子浓度为n，则Is=nevbd（3）由（2）、（3）两式可得VH=EHb=1ISBne d=RISBH d（4）即霍尔电压VH（A、A'电极之间的电压）与IsB乘积成正比与试样厚度成反比。

比例系数RH=1ne称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，R H=V H d IsB⨯1081、由R H 的符号(或霍尔电压的正、负)判断样品的导电类型判断的方法是按图一所示的Is 和B 的方向，若测得的V H = V AA’触f <0，(即点A 的电位低于点A ′的电位)则R H 为负，样品属N 型，反之则为P 型。

大学物理实验报告霍尔效应一、实验目的1、了解霍尔效应的原理。

2、掌握用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪器，测量霍尔电压和励磁电流，并计算霍尔系数和载流子浓度。

二、实验原理1、霍尔效应置于磁场中的载流导体，如果电流方向与磁场方向垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一横向电势差，这种现象称为霍尔效应。

设导体中的载流子为电子，它们以平均速度 v 沿 x 方向定向运动。

在磁场 B 作用下，电子受到洛伦兹力 F ＝ e v × B，其中 e 为电子电荷量。

洛伦兹力使电子向导体一侧偏转，从而在导体两侧产生电荷积累，形成横向电场 E。

当电场力与洛伦兹力达到平衡时，有 e E ＝ e v B，即 E ＝ v B。

此时产生的横向电势差称为霍尔电压 UH ，UH ＝ E b ，其中 b 为导体在磁场方向的宽度。

2、霍尔系数霍尔电压 UH 与电流 I 和磁场 B 以及导体的厚度 d 有关，其关系式为 UH ＝ R H I B ／ d ，其中 R H 称为霍尔系数。

对于一种材料，R H 是一个常数，它反映了材料的霍尔效应的强弱。

3、载流子浓度由 R H 的表达式，可推导出载流子浓度 n ＝ 1 ／（R H e) 。

三、实验仪器霍尔效应实验仪，包括霍尔样品、电磁铁、励磁电源、测量电源、数字电压表等。

四、实验内容与步骤1、连接实验仪器按照实验仪器说明书，将霍尔样品、电磁铁、励磁电源、测量电源和数字电压表正确连接。

2、测量霍尔电压（1）保持励磁电流 IM 不变，改变测量电流 IS 的大小和方向，测量对应的霍尔电压 UH 。

（2）保持测量电流 IS 不变，改变励磁电流 IM 的大小和方向，测量对应的霍尔电压 UH 。

3、绘制曲线根据测量数据，分别绘制 UH IS 和 UH IM 曲线。

4、计算霍尔系数和载流子浓度根据曲线的斜率，计算霍尔系数 R H ，进而计算载流子浓度 n 。

五、实验数据记录与处理1、实验数据记录表格｜ IM （A) ｜ IS （mA) ｜ UH1 （mV) ｜ UH2 （mV) ｜ UH3 （mV) ｜ UH4 （mV) ｜ UH （mV) ｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 10 ｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 20 ｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 30 ｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜ 10 ｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜ 20 ｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜ 30 ｜｜｜｜｜｜（注：UH1、UH2、UH3、UH4 分别为在不同测量条件下得到的霍尔电压值，UH 为其平均值。

大物霍尔效应实验报告(共8篇)大学物理实验报告系列之霍尔效应大学物理实验报告)篇二：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。

大物实验报告霍尔效应霍尔效应是物理学中一个非常重要的现象，它揭示了电流通过导体时所产生的磁场与磁场作用于导体上的电荷的关系。

在本篇文章中，我们将探讨大物实验报告中关于霍尔效应的内容。

首先，让我们来了解一下霍尔效应的基本原理。

当一个电流通过导体时，会在导体两侧产生不同的电势差。

这是因为电流所产生的磁场会与导体内的自由电子相互作用，导致电子在导体内部发生偏转。

这个偏转会导致电子在导体横向方向上积累，形成电荷分布不均的现象。

而这种电荷分布不均将产生一个电场，即霍尔电场，与磁场相互作用，最终形成一个沿导体横向方向的电势差，即霍尔电压。

在实验中，我们通常使用霍尔元件来观察和测量霍尔效应。

霍尔元件是由一块导电材料制成的，通常是半导体材料。

在霍尔元件中，有一个电流引线和两个电压引线，电流引线用于输入电流，而电压引线则用于测量霍尔电压。

当我们将电流引线连接到霍尔元件上，并通过电流引线输入电流时，我们可以通过测量电压引线之间的电势差来计算出霍尔电压。

通过实验，我们可以得到一组关于霍尔电压和电流的数据。

根据这组数据，我们可以绘制出霍尔电压与电流的关系曲线，这条曲线被称为霍尔电压-电流曲线。

这条曲线的斜率就是霍尔系数，它表示了电流通过导体时所产生的磁场与磁场作用于导体上的电荷之间的关系。

在实验报告中，我们通常会详细描述实验的步骤和条件，包括实验所用的材料和仪器，实验的环境条件等。

我们还会介绍实验的目的和背景，以及实验的原理和理论基础。

在实验结果的部分，我们会展示实验数据的处理和分析过程，包括绘制霍尔电压-电流曲线和计算霍尔系数等。

最后，我们会对实验结果进行讨论和总结，分析实验中可能存在的误差和不确定性，并提出改进实验的建议。

霍尔效应不仅在物理学中具有重要意义，而且在工程和应用领域也有广泛的应用。

例如，在电子设备中，霍尔元件常被用作磁场传感器，可以测量和检测周围环境中的磁场强度。

此外，霍尔效应还被应用于电流测量、速度测量以及导航系统等方面。

大学物理实验报告3. 实验原理（请用自己的语言简明扼要地叙述，注意原理图需要画出，测试公式需要写明）从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。

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的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场对于如图所示的N型半导体试样，若在x方向通以电流IS，在z方向加磁场B，试样中载流子(电子)将受洛伦兹力FB=ev B则在y方向(即试样A和A'电极两侧)就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场——霍尔电场。

显然，该电场阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力eEH与洛伦兹力evB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eEH=evB式中EH为霍尔电场；v为载流子在电流方向上的平均漂移速度。

电场的指向取决于试样的导电类型，对N型试样，霍尔电V4：-Is，+B然后求上述数据V1，V2，V3和V4的代数平均值，可得VH=(V1-V2+V3-V4)/4通过对称测量法求得的VH存在个别无法消除的副效应，但其引入的误差甚小，可以忽略不计。

(2)电导率σ的测量σ可以通过如图5.2.6所示的A，C（或A'，C'）电极进行测量，设A，C间的距离为l，样品的横截面积为S=bd，流经样品的电流为Is，在零磁场下，若测得A，C（或A'，C'）间的电势差为Vσ（VAC），可求得σ=Isl/(VσS)(3)操作步骤仔细阅读仪器使用说明书后，按照图连接测试仪和实验仪之间相应的Is，VH和Im各组连线，Is及Im换向开关扳向上注意：Is取值不要过大，以免Vσ太大，毫伏表超量程（此时首位数码显示为1，后三位数码熄灭）。

④确定样品的导电类型将实验仪三组双刀开关均扳向上方，即Is沿x方向，B沿z方向，毫伏表测量电压为VAA'。

取Is=2mA，Im=0.6A，测量VH的大小与极性，判断样品导电类型。

篇一：大学物理实验报告系列之霍尔效应大学物理实验报告)篇二：霍尔效应及其应用实验报告霍尔效应及其应用实验报告（物理学创新实验班41306187）【摘要】 szy 本实验通过了解霍尔原理及霍尔元器件的使用，测绘vh?is和vh?im 的图像并测量霍尔系数、电导率。

试验在测量过程中，由于各种副效应会引起各种误差。

在此做以分析和修正，采用vh对称测量法以消除副效应。

经过修正后的实验，更大程度地降低了实验误差，使k的测量更加接近真实值。

【关键词】霍尔片载流子密度霍尔系数霍尔电压 mathematica 【引言】霍尔效应是霍尔于1879年发现的，这一效应在科学实验和工程技术中有着广泛的应用。

霍尔系数的准确测量在应用中有着十分重要的意义。

由于霍尔系数在测量过程中伴随着各种副效应，使得霍尔系数在测量过程中变得比较困难。

因此我们在测量过程中采取了“对称测量法”消除副效应。

【正文】一、实验原理起的偏转。

当带电粒子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的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。

图（1、a）所示的n型半导体试样，若在x方向的电极d、e上通以电流is，在z方向加磁场b，试样中载流子将受洛仑兹力：f ? e v b ①其中e为载流子电量， b为磁感v应强度。

无论载流子是正电荷还是负电荷，fg的方向均沿y方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在y方向即试样a、a′电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样a、a′两侧产生一个电位差vh，形成相应的附加电场e—霍尔电场，相应的电压vh称为霍尔电压，电极a、a′称为霍尔电极。

g（a）（b）图(1) 原理图显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与fg方向相反的横向电场力：fe=eeh ②其中eh为霍尔电场强度。

fe随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力e eh与洛仑兹力evb 相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eeh?eevb③设试样的宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则电流强度is与的关系为? is bd ④由（3）、（4）两式可得ib1isbvh?ehb??ksnedd d ⑤即霍尔电压vh（a、a′电极之间的电压）与isb乘积成正比与试样厚度d成反比。

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。

第1篇一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理。

2. 学习使用霍尔效应实验仪测量磁场。

3. 掌握霍尔效应实验的数据记录和处理方法。

4. 通过实验确定材料的导电类型和载流子浓度。

二、实验原理霍尔效应是当电流通过一个导体或半导体时，若导体或半导体处于垂直于电流方向的磁场中，则会在导体或半导体的侧面产生电压，这个电压称为霍尔电压。

霍尔电压的大小与磁感应强度、电流强度以及导体或半导体的厚度有关。

三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 直流稳流电源3. 毫伏电压表4. 霍尔元件5. 导线6. 螺线管7. 磁铁四、实验步骤1. 仪器连接与调整- 将霍尔元件放置在实验仪的样品支架上，确保霍尔元件处于隙缝的中间位置。

- 按照实验仪的接线图连接电路，包括直流稳流电源、霍尔元件、螺线管和毫伏电压表。

- 调节稳流电源，使霍尔元件的工作电流保持在安全范围内（一般不超过10mA）。

- 使用调零旋钮调整毫伏电压表，确保在零磁场下电压读数为零。

2. 测量不等位电压- 在零磁场下，测量霍尔元件的不等位电压，记录数据。

3. 测量霍尔电流与霍尔电压的关系- 保持励磁电流不变，逐渐调节霍尔电流，从1.00mA开始，每隔1.0mA改变一次，记录每次霍尔电流对应的霍尔电压值。

- 改变霍尔电流的方向，重复上述步骤，记录数据。

4. 测量励磁电流与霍尔电压的关系- 保持霍尔电流不变，逐渐调节励磁电流，从100.0mA开始，每隔100.0mA改变一次，记录每次励磁电流对应的霍尔电压值。

- 改变励磁电流的方向，重复上述步骤，记录数据。

5. 绘制曲线- 根据实验数据，绘制霍尔电流与霍尔电压的关系曲线和励磁电流与霍尔电压的关系曲线。

6. 数据处理与分析- 根据霍尔效应的原理，计算霍尔系数和载流子浓度。

- 分析实验结果，确定材料的导电类型。

五、注意事项1. 操作过程中，注意安全，避免触电和电火花。

2. 霍尔元件的工作电流不应超过10mA，以保护元件。

3. 在调节电流和磁场时，注意观察毫伏电压表的读数变化，避免超出量程。

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为霍尔元件宽度图片已关闭显示，点此查看当达到动态平衡时，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?ib1isb?rhs （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。

实验名称：霍尔效应实验实验日期： 2023年11月1日实验地点：物理实验室实验者： [姓名]指导教师： [教师姓名]一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理和现象。

2. 掌握霍尔效应实验的原理和方法。

3. 通过实验测量霍尔元件的霍尔电压与霍尔元件工作电流、励磁电流之间的关系。

4. 学习利用霍尔效应测量磁感应强度及磁场分布。

5. 判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。

二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于磁场通过导体时，在导体的垂直方向上产生电动势的现象。

这一现象是由美国物理学家霍尔在1879年发现的。

根据霍尔效应，当载流子在磁场中受到洛伦兹力的作用时，会发生偏转，从而在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。

霍尔电压（VH）与电流（I）和磁感应强度（B）之间的关系可以用以下公式表示：\[ VH = k \cdot I \cdot B \]其中，k是霍尔系数，它取决于材料的性质。

三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 电流表3. 电压表4. 励磁电源5. 磁场发生器6. 样品支架四、实验内容及步骤1. 仪器调整：按照实验仪器的说明书进行仪器调整，确保霍尔元件位于磁场中间，并且连接好所有电路。

2. 测量霍尔电压：闭合开关，调节励磁电源，使磁场达到预定的强度。

然后调节霍尔元件的工作电流，记录不同电流下的霍尔电压。

3. 测量霍尔电压与电流的关系：在不同的励磁电流下，重复步骤2，记录不同电流下的霍尔电压。

4. 测量霍尔电压与励磁电流的关系：在不同的工作电流下，改变励磁电流，记录不同励磁电流下的霍尔电压。

5. 数据处理：根据实验数据，绘制霍尔电压与工作电流、励磁电流的关系曲线。

6. 计算霍尔系数：根据实验数据，计算霍尔系数k。

7. 判断载流子类型：根据霍尔电压的符号，判断霍尔元件载流子的类型。

8. 计算载流子浓度和迁移率：根据霍尔系数和实验数据，计算载流子浓度和迁移率。

五、实验结果与分析1. 霍尔电压与工作电流的关系：实验结果表明，霍尔电压与工作电流成正比。

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vhis，vhim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 feeehevh/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，flfe 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isne （2）由（1），（2）两式可得 vhehlib1isbrhs （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rh1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。

篇一：大学物理实验报告系列之霍尔效应大学物理实验报告)篇二：霍尔效应及其应用实验报告霍尔效应及其应用实验报告（物理学创新实验班41306187）【摘要】 szy 本实验通过了解霍尔原理及霍尔元器件的使用，测绘vh?is和vh?im 的图像并测量霍尔系数、电导率。

试验在测量过程中，由于各种副效应会引起各种误差。

在此做以分析和修正，采用vh对称测量法以消除副效应。

经过修正后的实验，更大程度地降低了实验误差，使k的测量更加接近真实值。

【关键词】霍尔片载流子密度霍尔系数霍尔电压 mathematica 【引言】霍尔效应是霍尔于1879年发现的，这一效应在科学实验和工程技术中有着广泛的应用。

霍尔系数的准确测量在应用中有着十分重要的意义。

由于霍尔系数在测量过程中伴随着各种副效应，使得霍尔系数在测量过程中变得比较困难。

因此我们在测量过程中采取了“对称测量法”消除副效应。

【正文】一、实验原理起的偏转。

当带电粒子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的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。

图（1、a）所示的n型半导体试样，若在x方向的电极d、e上通以电流is，在z方向加磁场b，试样中载流子将受洛仑兹力：f ? e v b ①其中e为载流子电量， b为磁感v应强度。

无论载流子是正电荷还是负电荷，fg的方向均沿y方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在y方向即试样a、a′电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样a、a′两侧产生一个电位差vh，形成相应的附加电场e—霍尔电场，相应的电压vh称为霍尔电压，电极a、a′称为霍尔电极。

g（a）（b）图(1) 原理图显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与fg方向相反的横向电场力：fe=eeh ②其中eh为霍尔电场强度。

fe随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力e eh与洛仑兹力evb 相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eeh?eevb③设试样的宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则电流强度is与的关系为? is bd ④由（3）、（4）两式可得ib1isbvh?ehb??ksnedd d ⑤即霍尔电压vh（a、a′电极之间的电压）与isb乘积成正比与试样厚度d成反比。

大物实验霍尔效应测磁场实验报告下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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大学物理实验报告霍尔效应第一篇：大学物理实验报告霍尔效应大学物理实验报告霍尔效应一、实验名称：霍尔效应原理及其应用二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的、曲线，了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流间的关系；3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度及分布；4、学习用对称交换测量法(异号法)消除负效应产生的系统误差。

三、仪器用具：YX-04 型霍尔效应实验仪(仪器资产编号)四、实验原理：1、霍尔效应现象及物理解释霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。

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于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。

对于图1 所示。

半导体样品，若在x 方向通以电流，在z 方向加磁场，则在y 方向即样品A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场，电场的指向取决于样品的导电类型。

显然，当载流子所受的横向电场力时电荷不断聚积，电场不断加强，直到样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品A、A′间形成了稳定的电势差(霍尔电压)。

设为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度；样品的宽度为，厚度为，载流子浓度为，则有：(1-1)因为，又根据，则(1-2)其中称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。

只要测出、以及知道和，可按下式计算：(1-3)(1-4)为霍尔元件灵敏度。

根据RH 可进一步确定以下参数。

(1)由的符号(霍尔电压的正负)判断样品的导电类型。

判别的方法是按图1 所示的和的方向(即测量中的+，+)，若测得的 <0(即A′的电位低于A 的电位)，则样品属N 型，反之为P 型。

(2)由求载流子浓度，即。

应该指出，这个关系式是假定所有载流子都具有相同的漂移速度得到的。

严格一点，考虑载流子的速度统计分布，需引入的修正因子(可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》)。

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。

大学物理实验霍尔效应实验报告摘要：本实验旨在通过测量霍尔效应，探究电流、磁场对物质电性影响的规律，理论计算磁场强度，实验测量霍尔电压，使用角度法和距离法测量霍尔系数，得到样品的载流子浓度和导电性类型。

实验结果表明，样品为p型半导体，载流子浓度为3.45×10^19m^-3。

实验过程中，我们发现了一些实验误差和问题，对此进行了分析并提出了改进方案。

1. 引言霍尔效应是一种基于磁场、电流和电场的物理现象，在半导体材料、导电液体、金属和超导体中均存在。

通过对霍尔效应的观察和研究，可以深入了解物质电性的关键特性和构成，进而为材料科学和电子工程等领域的相关研究提供重要的参考和支持。

2. 实验步骤2.1 材料和设备霍尔效应实验装置、溴化镁晶片、电压表、磁铁、数字示波器、电源等。

2.2 实验过程(1) 将霍尔效应装置连接好，启动数字示波器和电源。

(2) 将溴化镁晶片放置于装置中间，调节电源使电流保持稳定。

(3) 通过磁铁控制磁场，记录电压表示数，并记录磁铁的距离和角度。

(4) 使用角度法和距离法，计算样品的霍尔系数和载流子浓度。

3. 实验结果和分析通过实验数据计算得到，样品的霍尔系数在3.8×10^-4m^3/C和5.6×10^-4m^3/C之间波动。

考虑到实验误差和样品几何形状的差异，该结果可接受。

通过进一步的计算，可以得到该样品的载流子浓度为3.45×10^19m^-3，说明该样品为p型半导体。

此外，我们还发现了实验过程中的一些问题和误差。

例如，由于磁场的方向和大小对电压的影响，样品中的杂质离子和测量电路中的误差等因素都会对实验数据产生一定的干扰。

为了提高实验精度和数据可靠性，我们可以进一步优化实验条件和测量方法，控制误差和影响因素。

4. 结论本实验通过测量霍尔效应，成功验证了电流和磁场对物质导电性的影响，并得到了样品的霍尔系数、载流子浓度和导电性类型等关键参数。

该实验结果对深入研究物质电性和材料科学具有重要意义，并为电子工程和半导体器件等相关领域提供了重要的参考和基础。

霍尔效应大物实验报告
实验名称：霍尔效应实验
实验目的：
1. 理解霍尔效应的基本原理和实验方法。

2. 学习如何使用霍尔元件进行电学测量。

3. 通过实验探究磁场的性质和应用。

实验原理：
霍尔效应是指在磁场中将电流引入一块具有指定导电性质的材料中时所观察到的电场效应。

根据霍尔效应所描述的物理现象，我们可以通过对材料中电子的行为进行分析，从而计算出磁场的大小和方向。

该实验使用霍尔元件作为电路元件来探测磁场。

当通过电路中的霍尔元件流过电流时，它会产生一个垂直于磁场方向的电场，
该电场可通过电子在材料中移动时受到的洛伦兹力来产生。

通过测量这些电场，可以计算出磁场的大小和方向。

实验装置：
1. 霍尔元件
2. 恒流源
3. 万用表
4. 磁铁
5. 电源
实验步骤：
1. 将恒流源与霍尔元件连接，保持电流恒定。

2. 调整磁铁的位置和方向，测量霍尔元件的电场，记录数据。

3. 根据记录的数据，计算磁场的大小和方向。

实验结果：
在实验中，我们测量了霍尔元件的电场，并通过计算得出了磁场的大小和方向，结果如下：
磁场大小：2.45T
磁场方向：水平向左方向
结论：
通过实验，我们成功地测量了磁场的大小和方向，并探索了霍尔效应的基本原理和实验方法。

实验结果表明，磁场可以通过霍尔元件来进行电学测量，这为我们在工程和科学领域中的磁场应用提供了有力的支持。