Выполнение измерений

1. Запишите в таблицу число витков в обмотке электромагнита N, ширину зазора в сердечнике электромагнита h и толщину пластинки полупроводника d (указаны на миниблоке «Эффект Холла»).

2. Соберите электрическую цепь по монтажной схеме, приведенной на рис.6.

3. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжений и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка».

4. Кнопками установки напряжения «0…15 В» установите ток в цепи электромагнита ≈ 1 мА.

5. Измерьте с помощью мультиметра 5 напряжение (при первом измерении с током в обмотке электромагнита индекс уусловен).

6. Переключателем 8 измените направление тока и измерьте напряжение(при первом измерении с токоминдекс уусловен).

7. Выберите окончательные индексы у напряжений, руководствуясь критерием . Запомните положения ключа на миниблоке «Эффект Холла», которые соответствуют напряжениям.

8. Увеличивая с помощью кнопок установки напряжения «0…15 В» ток в обмотке электромагнита , через каждый ≈1 мА измерьте напряженияпо пп. 5, 6. Результаты измерений запишите в таблицу.

9. Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.

Измеренные значения ,,и рассчитанные по ним значения напряжения Холлаи соответствующей ему индукции магнитного поля

Параметры установки:
Величина
№
1	1
2	…
3	…
4	…
5	…
6	…
7	…
8	…
9	…
10	10

Обработка результатов измерений

1. Рассчитайте значения магнитной индукции B для каждого значения , используя формулу (13). Результаты расчетов запишите в таблицу.

2. Для каждого значения магнитной индукции B по формуле (15) вычислите напряжение Холла U. Результаты расчетов запишите в таблицу.

3. По полученным данным постройте график линейной экспериментальной зависимости .

4. Определите угловой коэффициент K экспериментальной прямой.

5. Используя формулу (12), найдите значение постоянной Холла для исследуемого полупроводника:

.

6. На основании выражения (11) вычислите концентрацию дырок n в исследуемом полупроводнике:

.

7. В выводе отметьте, какие закономерности эффекта Холла исследованы в работе и укажите возможные применения этого эффекта.

Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторной работы

1. В чем заключается эффект Холла?

2. Какие условия необходимы для наблюдения явления Холла?

3. Запишите в векторном виде формулу для силы Лоренца, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле.

4. Запишите формулу для модуля силы Лоренца.

5. Сформулируйте правило левой руки для определения направления силы Лоренца.

6. На рис. 3 с помощью правила левой руки обоснуйте направление силы Лоренца, действующей на движущийся электрон.

7. Запишите в векторном виде формулу для электрической силы , действующей на заряженную частицу в электрическом поле.

8. Покажите на рис. 4 направление векторов (напряженность поля Холла) идля электрических и магнитного полей в пластинке полупроводника при наблюдении эффекта Холла.

9. Как направлена сила, действующая на электрон в поле Холла с напряженностью ?

10. Между какими гранями пластинки появляется напряжение Холла? Укажите положение граней по отношению к току I и магнитному полю B.

11. Для измерения каких величин используют в данной работе: а) миллиамперметр, б) цифровой вольтметр?

12. К каким граням пластинки полупроводника подключают приборы: а) миллиамперметр, б) цифровой вольтметр?

13. Какие величины и параметры явления Холла изменятся, если изменить: а) величину и направление рабочего тока в пластинке, б) величину и направление тока в обмотке электромагнита?

14. Каким прибором измеряют напряжение Холла?

15. Запишите формулы, которые используются в данной работе для расчета концентрации дырок в полупроводнике.