Опыт 1: Определение концентрации носителей

1. Установите микровинтом держатель датчика Холла точно между

полюсами электромагнита. Положение датчика Холла определяется

красной риской на держателе. Совместите эти риски с рисками на полюсах электромагнита.

2. Регулируя выходное напряжение прибора Б5-47, установите ток в

обмотке электромагнита по амперметру I_эм = 0,5 A. Запишите показание вольтметра В7-16 U_Н в таблицу 14.1.

3. По формуле (14.10) найдите концентрацию носителей заряда при толщине кремниевой пластины (полупроводник р-типа) d = 0,01 мм. Данные вычислений занести в таблицу 14.1.

4. Силу тока I, протекающего через датчик Холла, рассчитать по закону Ома для U_Д =15 В, R_Д =3 кОм, где U_Д и R_Д – напряжение на датчике Холла и его сопротивление соответственно.

5. Измерения повторить при силе тока в обмотке электромагнита по амперметру I_эм = 1 А согласно пп.1-4. Данные вычислений занести в таблицу 14.1.

6. Значение индукции магнитного поля В определить по графику В=f(I_эм) (рис. 14.4).

7.

8. Результаты вычислений занести в табл. 14.1.

Рис.14.4.

Таблица 14.1

Опыт 2: Изучение зависимости U_Н = f(B)

1. Включите прибор Б5-47. Изменяя силу тока электромагнита от 0 до 2 А через каждые 0,2 А, снимите зависимость U_Н от величины магнитной индукции В. Значение индукции магнитного поля В определить по графику В = f(I_эм) (рис. 14.4). Полученные значения U_Н записать в табл.14.2.

2. Постройте график зависимости U_Н = f(B).

Таблица 14.2

Опыт 3: Изучение зависимости U_Н = f(Z)

Цель опыта – выяснить степень неоднородности магнитного поля между полюсами электромагнита, используя в качестве измерителя поля датчик Холла.

1. Выключите блок питания Б5-47. Установите микровинтом указатель держателя датчика Холла в нижнее положение (на отметку 20 мм).

Включите Б5-47, установите силу тока электромагнита по амперметру I_эм = 0,5 A, устанавливая необходимое напряжение на панели блока

питания Б5-47.

2. Поднимите микровинтом держатель датчика Холла вверх на 3 мм.

Запишите показание U_Н по прибору В7-16 в таблицу 14.3.

3. Повторите измерения 20 раз, поднимая датчик Холла через каждые 3 мм до отметки 80 мм.

4. Постройте график зависимости U_Н = f(Z) при силе тока электромагнита I_эм = 0, 5 А.

5. Выключите приборы Б5-47 и В7-16.

6. Объясните полученный экспериментальный график зависимости

U_Н = f(Z). Оцените ширину однородного участка, на котором поле отклоняется от максимального не более чем на 5%.

Таблица 14.3

Контрольные вопросы

1. В чем состоит явление Холла?

2. Собственная проводимость полупроводников.

3. Что такое сила Лоренца и как она проявляется в эффекте Холла?

4. Выведите формулу (14.11). Поясните ее.

5. Зависит ли направление силы Лоренца от знака заряда? Докажите.

6. Определите направление результирующего вектора в образце.

7. Теоретическое и практическое применение эффекта Холла.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 2. М., 1986.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество. М., Наука, 1974.