Slezská univerzita v Opavě – Fyzikální ústav

                         Fyzikální praktikum II – Elektřina a magnetizmus

Jméno:


                       Ročník, obor:


                                    Vyučující:


                                                       Akademický rok:

                                                       2021/2022

Spolupracující:

                                                                  Název úlohy:


                                    Hallův jev

                                                       Datum měření:


Číslo úlohy:

                     E8

                                                       Datum odevzdání:



Teoretický úvod


Hallův jev je proces generace Hallova elektrického pole v polovodiči nebo vodiči za současného
působení vnějšího elektrického i magnetického pole. Důsledkem toho se hromadí na jedné straně látky
záporný náboj a na straně druhé náboj kladný. Díky tomu, že póly mají různý potenciál,
vzniká Hallovo napětí.

Mějme destičku tvaru kvádru o hranách délky a, b, c vloženou do homogenního magnetického pole
indukce B s orientací směru osy z (Obr. 1). Destičkou protéká stejnosměrný proud I ve směru osy x.
Na náboje působí Lorentzova síla F, mezi stěnami K a L ve směru osy y vzniká elektrostatické pole
intenzity E.


Platí :


q E[H] + q( v x B ) = 0    (q je elektrický náboj, v střední rychlost kladných nábojů)

E[H ]= - v x B


Potenciálový rozdíl mezi stěnami K a L je označován jako Hallovo napětí.

Pro Hallovo napětí lze odvodit


                                           U[H] = R[H ]

R[H  ]–  Hallova konstanta

B  –   magnetická indukce

I  –    elektrický  proud

c –    tloušťka destičky


Při konstantním B je Hallovo napětí přímo úměrné elektrickému proudu. Směrnice přímky


                                             k = R[H ]


Určíme-li z grafu směrnici k, můžeme vypočítat Hallovu konstantu


                                              R[H] =

Její jednotka je
{\displaystyle m^{3}A^{-1}s^{-1}}m^3 A^-1s^-1.
{\displaystyle m^{3}A^{-1}s^{-1}} {\displaystyle m^{3}A^{-1}s^{-1}}


Úkoly


1. Měřičem magnetické indukce změřte velikost magnetické indukce mezi póly

    elektromagnetu.

2. Vložte destičku mezi póly elektromagnetu a nechte destičkou protékat elektrický proud.

    Určete závislost Hallova napětí U[H] na I a z grafu určete směrnici k. Aby bylo měření

     přesné, je třeba pomocným elektrickým obvodem kompenzovat zbytkové napětí, které je

     způsobeno nesymetrií připájených kontaktů.

3. Vypočtěte Hallovu konstantu R[H].

4. Měření opakujte pro jinou velikost magnetické indukce.


Pomůcky


Dva zdroje napětí, elektromagnet, měřič magnetické indukce, dva ampérmetry, dva voltmetry, tři
reostaty, vodiče













Určení Hallovy konstanty – první měření


B =                               c = 0,35 mm


Závislost U[H ]na I  - tabulka 1


Číslo měření

                                                                                                 I

                                                                                                                                       U


















Závislost U[H ]na I  - graf 1
















k =


R[H] =


R[H] =







Určení Hallovy konstanty –druhé měření


B =                               c = 0,35 mm


Závislost U[H ]na I  - tabulka 2


Číslo měření

                                                                                                 I

                                                                                                                                       U


















Závislost U[H ]na I  - graf 2















k =


R[H] =


R[H] =




Závěr


Při prvním měření jsme Hallovu konstantu určili na


Při druhém měření jsme Hallovu konstantu určili na