Постоянная Холла R_H
Полоска Холла известной толщины и тока, неизвестная R_H. Снимайте U_H при разных B и находите R_H по наклону U_H(B). Знак указывает тип носителей.
Цель работы
Определить постоянную Холла R_H из U_H = R_H I B / t. При известных I и t наклон U_H(B) равен R_H I / t, значит R_H = наклон · t / I.
Оборудование
- Полоска Холла (известная t)
- Источник тока (известный I)
- Электромагнит (B)
- Вольтметр (U_H)
Эксперимент
Теория
Однозонный эффект Холла: U_H = R_H I B / t, R_H = −1/(n e) для электронов и +1/(n e) для дырок. B — модуль поля при фиксированной геометрии «в страницу», поэтому электроны дают отрицательное U_H (верх минус низ). Стенд прячет U_H до записи и никогда не показывает R_H.
Ход работы
- Ток I и толщина t зафиксированы и известны. Носители — электроны. Меняете только |B|.
- Запишите вольтметр U_H (верх − низ). Добавляется малый шум прибора. Живого отсчёта U_H при движении ползунка нет.
- Повторите не менее чем для 6 значений поля примерно от 0,15 до 1,20 Тл.
- Аппроксимируйте U_H(B); R_H = наклон · t / I. Отрицательная R_H — электроны.
- Сравните с эталонным коэффициентом.
Вывод
Найденная постоянная Холла отрицательна и согласуется с −1/(n e) для скрытой концентрации электронов. Основные погрешности: шум вольтметра и однозонная модель.