Schemat doświadczenia.
Próbką pomiarową może być cienką warstwą metalu (np. bizmut). W czasie pomiaru płytkę tę umieszcza się w szczelinie elektromagnetycznej prostopadle do kierunku linii sił pola magnetycznego. Źródłem prądu Ip jest elektroniczny zasilacz prądu stałego Z. Napięcie Halla występujące między elektrodami VH, mierzymy za pomocą miliamperomierza V (lub kompensatora). Czysty efekt uzyskuje się, gdy linia, na której leżą elektrody VH jest dokładnie prostopadła do linii łączącej elektrody Ip. Na ogół elektrody VH są nieznacznie przesunięte względem Ip. W takim przypadku po przyłożeniu do elektrod Ip napięcia, wzdłuż próbki wytwarza się spadek potencjału. Ten spadek napięcia równy jest wskazaniu woltomierza V, występującym po wyłączeniu prądu Ip, lecz w nieobecności pola magnetycznego
.
IV. Obliczenia i wyznaczanie niepewności pomiarowych.
1) Wyznaczanie stałej Halla
a) dla B=0,142 [T]
Lp. |
Rh1i |
|
1. |
0,04309859 |
0,00000077 |
2. |
0,04262911 |
0,00000017 |
3. |
0,04225352 |
0,00000000 |
4. |
0,04287324 |
0,00000043 |
5. |
0,04258216 |
0,00000013 |
6. |
0,04237425 |
0,00000002 |
7. |
0,04250000 |
0,00000008 |
8. |
0,04209703 |
0,00000002 |
9. |
0,04200000 |
0,00000005 |
10. |
0,04181818 |
0,00000016 |
11. |
0,04159624 |
0,00000039 |
12. |
0,04162514 |
0,00000036 |
13. |
0,04142857 |
0,00000063 |
|
|
|
b) dla B=0,210 [T]
Lp. |
Rh2i |
|
1. |
0,04390476 |
0,00000020 |
2. |
0,04581587 |
0,00000213 |
3. |
0,04376190 |
0,00000035 |
4. |
0,04445714 |
0,00000001 |
5. |
0,04406349 |
0,00000009 |
6. |
0,04367347 |
0,00000047 |
7. |
0,04380952 |
0,00000030 |
8. |
0,04359788 |
0,00000058 |
9. |
0,04375238 |
0,00000037 |
10. |
0,04496970 |
0,00000038 |
11. |
0,04457143 |
0,00000005 |
12. |
0,04537729 |
0,00000104 |
13. |
0,04488435 |
0,00000028 |
|
|
|
c) dla B=0,248 [T]
Lp. |
Rh3i |
|
1. |
0,04604839 |
0,00000011 |
2. |
0,04629032 |
0,00000032 |
3. |
0,04604839 |
0,00000011 |
4. |
0,04645161 |
0,00000053 |
5. |
0,04586022 |
0,00000002 |
6. |
0,04582949 |
0,00000001 |
7. |
0,04548387 |
0,00000006 |
8. |
0,04523297 |
0,00000024 |
9. |
0,04512903 |
0,00000035 |
10. |
0,04596774 |
0,00000006 |
11. |
0,04537634 |
0,00000012 |
12. |
0,04549628 |
0,00000005 |
13. |
0,04514977 |
0,00000033 |
|
|
|
2) Wyznaczanie liczby nośników prądu
a) dla B=0,142 [T]
Lp. |
n1i |
|
1. |
1,45E+20 |
9,18127E+36 |
2. |
1,46E+20 |
2,05911E+36 |
3. |
1,48E+20 |
1,77836E+34 |
4. |
1,46E+20 |
5,14733E+36 |
5. |
1,47E+20 |
1,62184E+36 |
6. |
1,47E+20 |
3,07186E+35 |
7. |
1,47E+20 |
9,80352E+35 |
8. |
1,48E+20 |
1,72918E+35 |
9. |
1,49E+20 |
5,75151E+35 |
10. |
1,49E+20 |
1,97284E+36 |
11. |
1,50E+20 |
4,84445E+36 |
12. |
1,50E+20 |
4,39679E+36 |
13. |
1,51E+20 |
7,88694E+36 |
|
|
|
b) dla B=0,210 [T]
Lp. |
n2i |
|
1. |
1,42E+20 |
2,00273E+36 |
2. |
1,36E+20 |
2,03887E+37 |
3. |
1,43E+20 |
3,53176E+36 |
4. |
1,40E+20 |
1,23454E+35 |
5. |
1,42E+20 |
8,15439E+35 |
6. |
1,43E+20 |
4,7008E+36 |
7. |
1,42E+20 |
2,97306E+36 |
8. |
1,43E+20 |
5,83672E+36 |
9. |
1,43E+20 |
3,64943E+36 |
10. |
1,39E+20 |
3,80918E+36 |
11. |
1,40E+20 |
5,06068E+35 |
12. |
1,38E+20 |
1,02306E+37 |
13. |
1,39E+20 |
2,84861E+36 |
|
|
|
c) dla B=0,248 [T]
Lp. |
n3i |
|
1. |
1,36E+20 |
9,68657E+35 |
2. |
1,35E+20 |
2,8652E+36 |
3. |
1,36E+20 |
9,68657E+35 |
4. |
1,34E+20 |
4,66956E+36 |
5. |
1,36E+20 |
1,83175E+35 |
6. |
1,36E+20 |
1,13397E+35 |
7. |
1,37E+20 |
4,87547E+35 |
8. |
1,38E+20 |
2,13008E+36 |
9. |
1,38E+20 |
3,1589E+36 |
10. |
1,36E+20 |
5,57089E+35 |
11. |
1,38E+20 |
1,04747E+36 |
12. |
1,37E+20 |
4,36683E+35 |
13. |
1,38E+20 |
2,93711E+36 |
|
|
|
IV. WNIOSKI
Efekt Halla obserwuje się nie tylko w metalach , ale i w półprzewodnikach , gdzie ze znaku efektu można wnioskować o przynależności półprzewodnika do grupy n czy typu p.
Innym zastosowaniem hallotronu jest pomiar indukcji magnetycznej, bądź też pomiar kąta obrotu.