大学物理实验报告霍尔效应

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、了解霍尔效应的基本原理。

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测量霍尔电压、电流等物理量。

二、实验原理1、霍尔效应将一块半导体薄片置于磁场中（磁场方向垂直于薄片平面），当有电流通过时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个横向电场，这种现象称为霍尔效应。

2、霍尔电压产生的横向电场导致薄片两侧出现电势差，这个电势差称为霍尔电压＄U_H$ 。

霍尔电压的大小与通过薄片的电流＄I$、磁场的磁感应强度＄B$ 以及薄片的厚度＄d$ 等因素有关，其关系式为：＄U_H ＝＼frac{R_H IB}｛d}＄其中，＄R_H$ 称为霍尔系数，它与半导体材料的性质有关。

3、磁场的测量若已知霍尔系数＄R_H$ 、通过的电流＄I$ 以及霍尔电压＄U_H$ ，则可以计算出磁感应强度＄B$ ：＄B ＝＼frac{d U_H}｛R_H I}＄三、实验仪器霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计等。

四、实验内容与步骤1、仪器连接将霍尔效应实验仪的各部分按照说明书正确连接，确保线路接触良好。

2、调节参数（1）调节励磁电流，使磁场达到一定强度。

（2）调节工作电流，使其在合适的范围内。

3、测量霍尔电压（1）保持励磁电流不变，改变工作电流，测量不同工作电流下的霍尔电压。

（2）保持工作电流不变，改变励磁电流，测量不同励磁电流下的霍尔电压。

4、数据记录将测量得到的电流、霍尔电压等数据准确记录在表格中。

五、实验数据记录与处理1、数据记录表格｜工作电流 I （mA) ｜励磁电流 IM （A) ｜霍尔电压 UH （mV) ｜｜｜｜｜｜ 100 ｜ 050 ｜ 250 ｜｜ 150 ｜ 050 ｜ 375 ｜｜ 200 ｜ 050 ｜ 500 ｜｜ 250 ｜ 050 ｜ 625 ｜｜ 100 ｜ 100 ｜ 500 ｜｜ 100 ｜ 150 ｜ 750 ｜｜ 100 ｜ 200 ｜ 1000 ｜2、数据处理（1）根据实验数据，绘制霍尔电压＄U_H$ 与工作电流＄I$ 的关系曲线，分析其线性关系。

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》)。

(3)结合电导率的测量，求载流子的迁移率。

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。

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。

一、实验目的1. 了解霍尔效应的产生原理及现象。

2. 掌握霍尔元件的基本结构和工作原理。

3. 通过实验测量霍尔系数、电导率等参数，判断半导体材料的导电类型。

4. 学习使用对称测量法消除副效应产生的系统误差。

5. 利用霍尔效应测量磁感应强度及磁场分布。

二、实验原理霍尔效应是当电流垂直于磁场通过导体时，在导体两侧会产生垂直于电流和磁场的电压差。

这种现象称为霍尔效应。

根据霍尔效应，可以推导出霍尔电压、霍尔系数、电导率等参数之间的关系。

三、实验仪器与材料1. 霍尔效应实验仪2. 直流电源3. 数字多用表4. 磁场发生器5. 半导体样品四、实验步骤1. 霍尔效应现象观察：将霍尔元件置于磁场中，调节电流和磁场方向，观察霍尔电压的变化。

2. 测量霍尔电压：使用数字多用表测量霍尔电压，记录数据。

3. 测量电流和磁场：使用数字多用表测量通过霍尔元件的电流和磁场强度，记录数据。

4. 计算霍尔系数和电导率：根据实验数据，计算霍尔系数和电导率。

5. 消除副效应：使用对称测量法消除副效应产生的系统误差。

6. 测量磁感应强度及磁场分布：利用霍尔效应测量磁感应强度及磁场分布。

五、实验结果与分析1. 霍尔效应现象观察：实验观察到，当电流和磁场垂直时，霍尔电压最大；当电流和磁场平行时，霍尔电压为零。

2. 测量霍尔电压：实验测得霍尔电压随电流和磁场强度的变化关系，符合霍尔效应的规律。

3. 计算霍尔系数和电导率：根据实验数据，计算出霍尔系数和电导率，与理论值基本一致。

4. 消除副效应：使用对称测量法消除副效应产生的系统误差，实验结果更加准确。

5. 测量磁感应强度及磁场分布：利用霍尔效应测量磁感应强度及磁场分布，结果与理论值基本一致。

六、实验结论1. 通过实验，我们了解了霍尔效应的产生原理及现象。

2. 掌握了霍尔元件的基本结构和工作原理。

3. 通过实验测量，我们验证了霍尔效应的基本规律，并计算出霍尔系数和电导率。

4. 使用对称测量法消除了副效应产生的系统误差，实验结果更加准确。

霍尔效应实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握用霍尔效应测量磁场的方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪器，测量霍尔电压、霍尔电流等物理量。

二、实验原理当电流 I 沿垂直于外磁场 B 的方向通过半导体薄片时，在薄片的垂直于电流和磁场方向的两侧面 a、b 之间会产生一个电势差 UH，这一现象称为霍尔效应。

UH 称为霍尔电压。

霍尔效应是由于运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用而产生的。

设半导体薄片的厚度为 d，宽度为 b，载流子浓度为 n，载流子的电荷量为 q，它们定向移动的速度为 v，则有：洛伦兹力 F ＝ qvB当载流子受到的洛伦兹力与电场力平衡时，有：qE ＝ qvB其中 E 为电场强度，由于电场强度 E ＝ UH ／ b，所以：UH ＝ vBb又因为电流 I ＝ nqbdv，所以：v ＝ I ／（nqbd)将 v 代入 UH ＝ vBb 中，可得：UH ＝ BI ／（nqd)上式表明，霍尔电压 UH 与电流 I 和磁感应强度 B 成正比，与薄片的厚度 d 和载流子浓度 n 成反比。

通过测量霍尔电压 UH、电流 I 和磁感应强度 B，可以计算出霍尔系数 RH ＝ 1 ／（nq)，从而确定载流子的浓度 n。

三、实验仪器霍尔效应实验仪、特斯拉计、直流电源、数字电压表等。

四、实验步骤1、连接实验仪器按照实验电路图连接好霍尔效应实验仪、直流电源、数字电压表等仪器。

确保连接正确无误，接触良好。

2、调整仪器参数打开直流电源，调节电流输出为一定值，例如 5mA。

同时，使用特斯拉计测量磁场强度，并记录下来。

3、测量霍尔电压将霍尔元件放入磁场中，分别测量不同磁场强度下的霍尔电压。

改变磁场方向，再次测量霍尔电压，以消除副效应的影响。

4、改变电流方向改变电流的方向，重新测量霍尔电压，进一步减小测量误差。

5、数据记录与处理将测量得到的数据记录在表格中，包括电流 I、磁场强度 B、霍尔电压 UH 等。

根据实验数据，计算霍尔系数 RH 和载流子浓度 n。

霍尔效应的研究实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握用霍尔效应测量磁场的方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪测量霍尔电压、霍尔电流等物理量。

二、实验原理当电流 I 沿垂直于磁场 B 的方向通过半导体薄片时，在薄片的垂直于电流和磁场方向的两侧 a、b 之间会产生一个电位差 UH，这一现象称为霍尔效应。

霍尔电压 UH 的大小与电流 I、磁感应强度 B 以及薄片的厚度 d 有关，它们之间的关系为：UH ＝ KHIB （1）其中 KH 称为霍尔元件的灵敏度，它是一个与材料性质和几何尺寸有关的常数。

假设霍尔元件为一个矩形，其长为 l，宽为 w，厚度为 d，则霍尔元件的灵敏度 KH 可以表示为：KH ＝ 1 ／（ned) （2）其中 n 为载流子浓度，e 为电子电荷量。

由（1）式可知，如果已知霍尔元件的灵敏度 KH，通过测量霍尔电压 UH 和电流 I，就可以计算出磁感应强度 B。

三、实验仪器霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计、霍尔元件等。

四、实验步骤1、连接实验仪器按照实验电路图连接好霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表等仪器。

确保连接正确无误，避免短路或断路。

2、调节磁场打开特斯拉计，调节磁场强度到所需的值。

在调节过程中，注意观察磁场强度的变化，确保其稳定在设定值附近。

3、测量霍尔电压接通直流电源，调节电流 I 到一定值。

然后，使用伏特表测量霍尔元件两侧的霍尔电压 UH。

改变电流 I 的方向和磁场 B 的方向，分别测量相应的霍尔电压，并记录数据。

4、改变电流和磁场分别改变电流 I 和磁场 B 的大小，重复步骤 3，测量多组数据。

5、数据处理根据测量得到的数据，计算出不同电流和磁场条件下的霍尔电压UH，并利用公式（1）计算出相应的磁感应强度 B。

绘制 B I 曲线，分析实验结果。

五、实验数据记录与处理｜电流 I（mA）｜磁场 B（T）｜霍尔电压 UH（mV）（＋I，＋B）｜霍尔电压 UH（mV）（I，＋B）｜霍尔电压 UH（mV）（＋I，B）｜霍尔电压 UH（mV）（I，B）｜平均霍尔电压 UH （mV）｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 100 ｜ 010 ｜ 250 ｜－248 ｜－252 ｜ 250 ｜ 250 ｜｜ 100 ｜ 020 ｜ 502 ｜－498 ｜－500 ｜ 500 ｜ 500 ｜｜ 100 ｜ 030 ｜ 750 ｜－745 ｜－752 ｜ 750 ｜ 750 ｜｜ 200 ｜ 010 ｜ 500 ｜－495 ｜－505 ｜ 500 ｜ 500 ｜｜ 200 ｜ 020 ｜ 1000 ｜－990 ｜－1010 ｜ 1000 ｜ 1000 ｜｜ 200 ｜ 030 ｜ 1500 ｜－1485 ｜－1515 ｜ 1500 ｜ 1500 ｜根据实验数据，计算出不同条件下的平均霍尔电压 UH，并利用公式 UH ＝ KHIB 计算出相应的磁感应强度 B。

【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】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。

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F B = 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) E H (Y) <0 (N型)E H (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HeE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HeE= B v e（2）其中HE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bdvneIs=（3）由（2）、（3）两式可得dBIRdBInebEV SHSHH===1（4）即霍尔电压HV（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neRH1=称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，810⨯=IsBdVR HH1、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霍尔效应是一种基于磁场作用的物理现象，在大学物理实验中经常被用来研究材料的电导性质和载流子的性质。

在本文中，我们将探讨霍尔效应的原理、实验方法以及实验结果的分析。

首先，让我们来了解一下霍尔效应的原理。

霍尔效应是由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年发现的，他发现当电流通过一块导体时，如果在导体上施加一个垂直于电流方向的磁场，就会在导体的侧边产生一种电势差。

这个电势差被称为霍尔电压，它与电流、磁场以及导体材料的性质有关。

为了观察和测量霍尔电压，我们需要进行一系列的实验。

首先，我们需要准备一块导体样品，通常是一个长方形的薄片。

然后，在样品的两侧分别接上一个电源，以产生电流。

接下来，我们需要在样品上方放置一个磁场，可以使用一个恒定磁场产生器或者一个电磁铁。

在实验过程中，我们可以通过改变电流和磁场的大小来观察霍尔电压的变化。

在实验中，我们通常使用一个霍尔探头来测量霍尔电压。

霍尔探头由一个细长的导线和一个敏感的电压测量器组成。

将探头放置在导体样品的侧边，使导线与电流方向垂直，并将电压测量器连接到导线的两端。

当磁场施加到样品上时，导线中就会产生霍尔电压。

通过测量电压测量器的读数，我们可以得到霍尔电压的大小。

通过实验测量得到的霍尔电压与电流和磁场的关系可以用下面的公式表示：VH = RHBIL其中，VH是霍尔电压，RH是霍尔系数，B是磁场的大小，I是电流的大小，L是导体样品的长度。

从这个公式可以看出，霍尔电压与电流和磁场成正比，与导体样品的长度成正比。

通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出霍尔电压与电流和磁场的关系曲线。

通过分析曲线的斜率，我们可以得到材料的霍尔系数。

霍尔系数是一个描述材料载流子性质的重要参数，它可以告诉我们材料中载流子的类型（正电荷还是负电荷）、密度以及迁移率等信息。

除了测量霍尔电压，我们还可以通过实验测量样品的电阻和磁阻。

通过测量电阻和磁阻的变化，我们可以进一步了解材料的导电性质和载流子的性质。

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。

霍尔效应实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

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等物理量。

二、实验原理1、霍尔效应将一块半导体薄片置于磁场中（磁场方向垂直于薄片），当有电流通过时，电子在磁场中受到洛伦兹力的作用而发生偏转。

在薄片的一侧会聚集电子，另一侧会聚集正电荷，从而在薄片的两侧产生电势差，这种现象称为霍尔效应。

所产生的电势差称为霍尔电压。

2、霍尔电压的表达式设半导体薄片的厚度为 d，载流子浓度为 n，电流为 I，磁感应强度为 B，则霍尔电压＄U_{H}＄的表达式为：＄U_{H} ＝＼frac{IB}｛ned}＄其中，e 为电子电荷量。

3、用霍尔效应测量磁场若已知霍尔元件的灵敏度＄K_{H} ＝＼frac{1}｛ned}＄，通过测量霍尔电压＄U_{H}＄和电流 I，就可以计算出磁感应强度 B：＄B ＝＼frac{U_{H}｝｛K_{H}I}＄三、实验仪器霍尔效应实验仪，包括霍尔元件、励磁线圈、直流电源、毫安表、伏特表等。

四、实验步骤1、连接电路按照实验仪器的说明书，将霍尔元件、励磁线圈、电源、毫安表、伏特表等正确连接成实验电路。

2、调整仪器打开电源，预热一段时间，调节励磁电流和工作电流到合适的数值。

3、测量霍尔电压（1）保持励磁电流不变，改变工作电流，测量不同工作电流下的霍尔电压。

（2）保持工作电流不变，改变励磁电流，测量不同励磁电流下的霍尔电压。

4、数据记录将测量得到的数据记录在表格中，包括工作电流、励磁电流、霍尔电压等。

五、实验数据及处理1、数据记录表格｜工作电流 I（mA）｜励磁电流 IM（A）｜霍尔电压 UH（mV）｜｜｜｜｜｜＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|｜｜｜｜2、数据处理（1）根据实验数据，绘制霍尔电压＄U_{H}＄与工作电流 I 的关系曲线，分析其线性关系。

霍尔效应实验报告(共8篇).doc
实验名称：霍尔效应实验
实验目的：通过测量半导体中霍尔电压和霍尔电流，了解半导体中的电子输运性质。

实验器材：霍尔电流源、霍尔电压计、半导体样品、直流电源、数字万用表等。

实验原理：当一个导电材料中存在磁场时，载流子将在该磁场下发生偏转，从而导致材料的横向电场。

这种结果被称为霍尔效应。

V_H = KBIB/Tne
其中V_H为霍尔电压，B为外磁场强度，I为霍尔电流，n为携带载流子的数量密度。

实验步骤：
1. 将半导体样品制成薄片，并对其进样操作。

2. 通过在泳道中流动电流，产生磁场，测量霍尔电压和磁场。

3. 通过改变霍尔电流来改变携带量子的数量密度。

4. 通过改变温度来研究电子输运性质。

实验数据：
实验中测得的数据如下表所示：
B（T） | I（mA） | V_H（mV） | n（cm^-3）
0.002 | 3 | 3.5 | 2.2*10^12
0.004 | 5 | 7.0 | 2.5*10^12
0.006 | 7 | 10.5 | 2.8*10^12
0.008 | 9 | 14.0 | 3.5*10^12
0.01 | 10 | 17.5 | 4.0*10^12
实验结果：
通过上述数据，我们可以绘制出霍尔电压与磁场的曲线，通过分析该曲线，可以获得半导体的部分参数，如携带载流子的数量密度、迁移率和磁场的线性范围。

除了以上的结论，该实验还可以用于检测半导体的杂质和掺杂浓度等质量因素，并可用于研究半导体中的输运行为（例如迁移率），以便确定相应观察特性的重要性及其与材料的性质之间的关联性。

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》)。

霍尔效应实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、学会用“对称测量法”消除副效应的影响。

3、测量霍尔元件的霍尔系数和电导率。

二、实验原理1、霍尔效应当电流 I 沿 X 方向通过导体时，如果在 Z 方向加上磁场 B，那么在Y 方向上会产生电动势，这种现象称为霍尔效应。

产生的电动势称为霍尔电动势，用 UH 表示。

霍尔电动势的大小与电流I、磁场B 以及导体在磁场中的位置有关，其关系式为：UH ＝ KH·I·B ，其中 KH 为霍尔系数。

2、副效应及其消除方法在实际测量中，会存在一些副效应，影响霍尔电动势的测量结果。

主要的副效应有：（1）爱廷豪森效应：由于载流子的速度不同，导致在不同的速度下能量不同，从而产生温差电动势。

（2）能斯特效应：由于电流和磁场的作用，在电极两端产生横向温差电动势。

（3）里纪勒杜克效应：由于热扩散电流的磁场作用，产生附加的温差电动势。

为了消除这些副效应的影响，通常采用“对称测量法”。

即分别测量电流和磁场正向、反向时的霍尔电动势，然后取平均值。

三、实验仪器霍尔效应实验仪、特斯拉计、直流电源、数字电压表等。

四、实验步骤1、连接电路按照实验仪器的说明书，将霍尔效应实验仪、特斯拉计、直流电源和数字电压表正确连接。

2、调节仪器（1）将特斯拉计调零。

（2）调节直流电源，使其输出合适的电流。

3、测量霍尔电动势（1）保持电流 I 不变，改变磁场 B 的大小，测量不同磁场下的霍尔电动势 UH 。

（2）改变电流 I 的方向，重复上述测量。

（3）保持磁场 B 不变，改变电流 I 的大小，测量不同电流下的霍尔电动势 UH 。

4、记录数据将测量得到的数据记录在表格中。

五、实验数据记录与处理1、数据记录表格｜磁场 B（T）｜电流 I（mA）｜ UH1（mV）｜ UH2（mV）｜ UH3（mV）｜ UH4（mV）｜ UH（mV）｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜ B1 ｜ I1 ｜｜｜｜｜｜｜ B1 ｜ I1 ｜｜｜｜｜｜｜ B1 ｜ I1 ｜｜｜｜｜｜｜ B1 ｜ I1 ｜｜｜｜｜｜｜ B2 ｜ I2 ｜｜｜｜｜｜｜ B2 ｜ I2 ｜｜｜｜｜｜｜ B2 ｜ I2 ｜｜｜｜｜｜｜ B2 ｜ I2 ｜｜｜｜｜｜2、数据处理（1）根据对称测量法，计算霍尔电动势的平均值：UH ＝（UH1 UH2 ＋ UH3 UH4）／ 4 。

霍尔效应的研究钱瑞杰，13级物理系一、引言近年来，在科研和工业中，霍尔效应被广泛应用于磁场测量。

本实验通过使用霍尔传感器了解半导体的霍耳效应，研究霍耳电压与磁场强度、电流之间的关系，了解霍耳效应的各种副效应并学习根据需要抑制或增强各种副效应的方法。

二、实验原理1、霍尔效应如图1所示，当电流I 流过厚度为d 的半导体薄片，因磁场B 垂直作用于该半导体，则电子流方向会因洛伦兹力作用而发生改变，正电荷向a 侧聚集，负电荷向b 侧聚集，从而在a 、b 之间形成霍尔电势差H U ，HH H R U IB K IB d ⎛⎫== ⎪⎝⎭（1） 其中，H K 为霍尔元件灵敏度，I 、B 分别为电流强度和磁场强度。

2、霍尔效应中的副效应（1）不等位电势差U σ：由于霍尔元件的材料本身不均匀，以及由于工艺制作时，很难保证将霍尔片的电压输出电极焊接在同一等势面上，因此当电流流过样品时，即使已不加磁场，在电压输出电极之间也会产生一电势差U σ，U Ir σ=，只与电流有关，与磁场无关。

（2）厄廷豪森效应： 霍尔片内部的快慢载流子向不同方向偏转，动能转化为热能，使x 方向两侧产生温度差，因此霍尔电极和样品间形成热电偶，在电极间产生温差电动势E U 。

E U IB ∝，其正负、大小与I 、B 的大小和方向有关。

（3）能斯托效应：由于两个电流电极与霍尔样品的接触电阻不同，样品电流在电极处产生不同的焦耳热，引起两电极间的温差电动势，此电动势又产生温差电流（又称热电流）Q ，热电流在磁场的作用下将发生偏转，结果在y 方向产生附加的电势差N U ，且N U QB ∝，N U 的正、负只与B 的方向有关，这一效应称为能斯托效应。

（4）里纪─勒杜克效应：以上谈到的热流Q 在磁场作用下，除了在y 方向产生电势差外，还由于热流中的载流子的迁移率不同，将在y 方向引起样品两侧的温差，此温差在y 方向上产生附加温差电动势R U QB ∝，R U 只和B 有关，和I 无关。

篇一：霍尔元件测磁场实验报告用霍尔元件测磁场前言：霍耳效应是德国物理学家霍耳（a.h.hall 1855—1938）于1879年在他的导师罗兰指导下发现的。

由于这种效应对一般的材料来讲很不明显，因而长期未得到实际应用。

六十年代以来，随着半导体工艺和材料的发展，这一效应才在科学实验和工程技术中得到了广泛应用。

利用半导体材料制成的霍耳元件，特别是测量元件，广泛应用于工业自动化和电子技术等方面。

由于霍耳元件的面积可以做得很小，所以可用它测量某点或缝隙中的磁场。

此外，还可以利用这一效应来测量半导体中的载流子浓度及判别半导体的类型等。

近年来霍耳效应得到了重要发展，冯﹒克利青在极强磁场和极低温度下观察到了量子霍耳效应，它的应用大大提高了有关基本常数测量的准确性。

在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍耳器件，会有更广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验，对今后的工作将大有益处。

教学目的：1. 了解霍尔效应产生的机理，掌握测试霍尔器件的工作特性。

2. 掌握用霍尔元件测量磁场的原理和方法。

3. 学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。

教学重难点： 1. 霍尔效应2. 霍尔片载流子类型判定。

实验原理如右图所示，把一长方形半导体薄片放入磁场中，其平面与磁场垂直，薄片的四个侧面分别引出两对电极（m、n和p、s），径电极m、n 通以直流电流ih，则在p、s极所在侧面产生电势差，这一现象称为霍尔效应。

这电势差叫做霍尔电势差，这样的小薄片就是霍尔片。

图片已关闭显示，点此查看假设霍尔片是由n型半导体材料制成的，其载流子为电子，在电极m、n上通过的电流由m极进入，n极出来（如图），则片中载流子（电子）的运动方向与电流is的方向相反为v,运动的载流子在磁场b中要受到洛仑兹力fb的作用，fb=ev×b，电子在fb的作用下，在由n→m运动的过程中，同时要向s极所在的侧面偏转（即向下方偏转），结果使下侧面积聚电子而带负电，相应的上侧面积（p极所在侧面）带正电，在上下两侧面之间就形成电势差vh，即霍尔电势差。