文档介绍：k“霍尔效应的研究”实验进一步探讨
阳昕(06008142)
(东南大学电子科学与工程学院)
本论文对霍尔效应中的副效应的产生,影响和消除方法进行了讨论。论文还研究了实验数据的处理方法,借助MATLAB软件处理实验测量得到的大量数据,对霍尔元件的U-I关系作线性回归处理以及对Helmholtz线圈的磁感应强度进行曲线拟合,并将其与理论计算的曲线进行比对,取得了比较理想的效果。
霍尔效应副效应,MATLAB,Helmholtz线圈,曲线拟合,
The study of the experiment of “Hall-Effect”
Yang Xin
(School of Electronic Science and Engineering, Nanjing)
This paper includes the study of Hall-effect side effects’ happening, influence and the method of avoiding them. What’s more, we used the “MATLAB” software to process the data of the experiment. We analyzed the U-I relation in Linear Regress, and curve-fitted the Helmholtz coil’s ic induction. At last, pared the experimental result with the theoretical one.
Key words: Hall-effect side effects, MATLAB, Helmholtz coil, curve fitting
在大学物理实验“霍尔效应的研究”中,我们了解到霍尔效应会存在一些副效应,但并不清楚这些副效应具体所指的内容,及其对实验测量所产生的影响;另外,该实验中需要测量大量的实验数据,手工画图处理会带来相当的不便和误差。因此,本论文主要讨论了霍尔效应副效应及其消除方法,并借助MATLAB软件对实验结果进行了处理。
1 实验简述
霍尔效应背景历史
自 189 7 年美国物理学家( .H all)发现霍尔效应以来,尤其是随着半导体工艺和材料的发展,霍尔效应在测量上得到了广泛的应用。用它可以判断半导体载流子的类型,确定载流子浓度和迁移率,测量螺线管轴线上磁场分布,还可测定一些非电量,如压力、位移、转速等。近年来,霍尔效应得到了重要发展,冯·克利青在极强磁场和极低温度下发现了量子霍尔效应,为此,冯·克利青获得1985年度诺贝尔物理学奖。崔崎、施特默等人在更高的磁场条件下发现了分数量子霍尔效应,为此获得1998年度诺贝尔物理学奖。
用霍尔元件制成的特斯拉计或磁场测量装置,测量范围可从10T的强磁场到10-7T的弱磁场,测量精度可从1%%,既可测量大范围的均匀场,也可测不均匀场或某点的磁场;既可测直流磁场,也可测脉宽几ms到us的脉冲磁场或其它交变磁场;既可避免冲击法只能作间断测量的弱点,又不像一般感应法那样必须有运动线圈或磁场的变化。由于上述特点,霍尔效应被广泛应用于各种磁场测量的仪器和装置中。
实验原理