Łukasz Łużyński 6.XII.2002r.
Ćwiczenie nr 41.
Temat: Wyznaczanie stałej Halla.
Lp.
I [mA]
Uo [V]
Uh1
Uh2
Uh3
1
0,0008
0,0107
0,0140
0,0168
2
0,0015
0,0185
0,0267
0,0334
3
0,0021
0,0271
0,0388
0,0468
4
0,0028
0,0361
0,0519
0,0603
5
0,0034
0,0442
0,0636
0,0755
6
0,0041
0,0540
0,0764
0,0864
7
0,0047
0,0613
0,0879
0,1035
8
0,0054
0,0697
0,0997
0,1189
9
0,0060
0,0773
0,1109
0,1362
10
0,0066
0,0839
0,1244
0,1489
ładunek elektronu
I. PODSTAWY TEORETYCZNE
Jeżeli płytkę metaliczna, w której płynie stały prąd elektryczny, umieścimy w prostopadłym do niej polu magnetycznym, to między jej krawędziami równoległymi do prądu i pola powstaje różnica potencjałów UH=j1-j2.
Zjawisko to zostało odkryte przez Halla i nosi nazwę efektu Halla lub
zjawiska galwanomagnetycznego.
Efekt Halla można łatwo wyjaśnić na gruncie teorii elektronowej. W nieobecności pola magnetycznego prąd w płytce uzależniony jest od pola elektrycznegoE0. Przez płytkę przepływa prąd I. Mechanizm przewodzenia polega na uporządkowanym ruchu ładunków elektrycznych e. Gdy liczba ładunków w jednostce objętości wynosi n, a prędkość średnia u to możemy zapisać równość postaci
.
Powierzchnie ekwipotencjalne tego pola tworzą układ płaszczyzn prostopadłych do wektora E0. Dwie z tych płaszczyzn przedstawione są na rysunku ciągłymi liniami prostymi. Potencjał we wszystkich punktach każdej z tych powierzchni, a wiec i w punktach 1 i 2 jest jednakowy. Nośniki prądu, czyli elektrony mają ładunek ujemny i dlatego prędkość u ich uporządkowanego ruchu jest skierowana przeciwnie do gęstości prądu j. Po włączeniu pola magnetycznego każdy nośnik znajduje się pod działaniem siły magnetycznej F, skierowanej wzdłuż b płytki i równej co do wartości
F=euB.
W wyniku jej działania elektrony zyskują składową prędkości skierowaną do górnej (na rysunku krawędzi płytki. W pobliżu tej krawędzi powstaje nadmiar ładunków ujemnych i odpowiednio przy krawędzi dolnej nadmiar ładunków dodatnich; pojawia się dodatkowe, poprzeczne pole elektryczne EB. Gdy natężenie tego pola osiąga wartość, przy której jego działanie na ładunki równoważy siłę magnetyczna F, wtedy poprzeczny rozkład ładunków przechodzi w stan stac...
dankosio