1、武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心 大学物理实验大学物理实验武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心简介简介 1879年，24岁的霍尔在撰写物理学博士论文期间对麦克斯韦的理论进行验证式实验时发现，位于磁场中的导体上出现了横向电势差，霍尔将他的这一发现写成一篇名为“论磁铁对电流的新作用”的论文，发表在美国数学杂志上。这种“新作用”就是后来被人们称作的“霍耳效应”。Edwin Hall（18551938）武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心实验目的实验目的 了解霍尔电压产生的机制；了解霍尔电压产生的
2、机制；学会用霍尔元件测量磁场的基本方法学会用霍尔元件测量磁场的基本方法;武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心实验原理实验原理载流导体、半导体薄板处在方向垂载流导体、半导体薄板处在方向垂直于电流的磁场中时，在垂直于电流和直于电流的磁场中时，在垂直于电流和磁场的方向上产生电势差，这种现象称磁场的方向上产生电势差，这种现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）。（霍尔电压）。1.1.霍尔效应霍尔效应武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物
3、理实验教学中心dbneISvbVeBeHvdBIneVSH1BIKVSHH武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心不等位电势差附加电压附加电压厄廷好森效应温差电势差能斯脱效应热流电势差里纪勒杜克效应附加温差电势差武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心43VV HImv1234mv1234HI34VV 不等位电势差不等位电势差V V0 0：特点特点：与磁场：与磁场B B换向无关，随电流换向而换向换向无关，随电流换向而换向 (+IH,+B)+V0 (+IH,-B)+V0 (-IH,+B)-V0 (-IH,-B)-V0武汉科技学院理学院武
4、汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心厄廷好森（厄廷好森（EtinghausenEtinghausen）效应温差电势差）效应温差电势差IH1324EBffEBffmv特点：随磁场B和电流换向而换向 (+IH，+B)+Vt (+IH，-B)-Vt (-IH ，+B)-Vt (-IH ，-B)+Vt武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心能斯脱（能斯脱（Nernst）效应热流电势差）效应热流电势差VP：R1 T1R2 T2mv1234特点：随磁场特点：随磁场B换向而换向，与电流换向无关换向而换向，与电流换向无关(+IH,+B)+Vp(+IH,-B)-Vp(
5、-IH,+B)+Vp(-IH,-B)-VpR1 T1R2 T21234mv武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心里纪勒杜克（里纪勒杜克（Righi-leducRighi-leduc）效应附加温差电势差）效应附加温差电势差V Vs s：特点：随磁场随磁场B换向而换向，与电流换向无关换向而换向，与电流换向无关(+IH,+B)+Vs (+IH,-B)-Vs (-IH,+B)+Vs (-IH,-B)-VsIH1324EBffEBffmv1324IHR1 T1R2 T2mv武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心附加电压的消除附加电压的消除根
6、据附加电压随磁场B和电流IH H换向而各自呈现的特点加以消除。10(,)HHtpsIB VVVVVV 40(,)HHtpsIBVVVV VV)(414321VVVVVH测量表达式：30(,)HHtpsIBVVVVVV20(,)HHtpsIBVVVVVV武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心实验仪器实验仪器励磁电流霍尔电流霍尔电压换向开关武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心实验内容实验内容测量螺线管轴线的磁场分布绘制出螺线管内的B-X磁场分布曲线。武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心实验步骤实验步
7、骤1.1.仪器连接；仪器连接；2.2.调节螺线管的励磁电流调节螺线管的励磁电流I IM M 到到1.000A1.000A，霍，霍耳元件的工作电流耳元件的工作电流I IH H到到5.00mA5.00mA；3.3.测量螺线管中心轴上各点的磁场，每测量螺线管中心轴上各点的磁场，每1cm1cm测一个点；测一个点；武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心思考题思考题1.产生霍尔效应的机理？2.消除霍尔效应副效应的方法？3.若磁场的法线不是恰好与霍耳元件的法线一致，对测量结果会有何影响？如何用实验的方法判断B与元件法线是否一致？4.能否用霍耳元件片测量交变磁场？武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院 物理实验教学中心物理实验教学中心
