大物实验霍尔效应数据处理

霍尔效应和霍尔元件特性测定数据处理范例

1．霍尔元件的不等位电势差测定

（1）表一：霍尔元件不等位电势差与工作电流数据表（IM?0）

2.00 0.12 2.50 0.15 3.00 0.18 Is/mA 0.00 0.50 0.03 1.00 0.06 1.50 0.09 V/mV 0.00

（2）在坐标纸上作出不等位电势差与工作电流的关系曲线。

0.2V-IsV/mV0.10.00123Is/mA图1：不等位电势差与工作电流的关系曲线

2．励磁电流一定，霍尔元件灵敏度测定（仪器公差取数字仪表显示数据末位的5倍，如霍尔工作电流示值误差：?mIS?0.05mA；霍尔电压示值误差：?mVH?0.05mV；励磁电流示值误差：?mIM?0.005A）

⑴ 霍尔电压与霍尔电流关系测试数据表：

表二： 霍尔电压与霍尔电流关系数据表格（VH?IS）,IM?500mA

VH?V1?V2?V3?V4(mV) 4IS(mA) V1(mV) V2(mV) V3(mV) V4(mV) ?IS,?IM 0.25 0.50 0.75 1.00 0.28 0.56 0.85 1.12 ?IS,?IM －0.23 -0.44 -0.67 -0.88 ?IS,?IM 0

大学物理实验,多普勒效应实验数据分析部分。最最精华的。

v f40130 40120 40110 40100 40090 40080 40070 40060 40050 40040

0.39 40047

0.61 40073

0.76 40091

0.91 40107

1.04 40123

f

f 线性 (f)

0

0.5

1

1.5

vf t v 40016 40024 40034 40040 40046 40053 40061 40065 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.128321 0.196758 0.282305 0.333634 0.384962 0.444845 0.513283 0.547502

0.7

0.6

砝码质量 m1=55.3g

f

0.50.4

0.3 0.20.1

v

线性 (v)

00 0.5 1 1.5

tf t v 40034 40044 40053 40069 40079 40090 40102 40110 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.282305 0.367853 0.444845 0.58172 0.667267 0.761369 0.864026 0.9324641.2

大学物理实验,多普勒效应实验数据分析部分。最最精华的。

v f40130 40120 40110 40100 40090 40080 40070 40060 40050 40040

0.39 40047

0.61 40073

0.76 40091

0.91 40107

1.04 40123

f

f 线性 (f)

0

0.5

1

1.5

vf t v 40016 40024 40034 40040 40046 40053 40061 40065 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.128321 0.196758 0.282305 0.333634 0.384962 0.444845 0.513283 0.547502

0.7

0.6

砝码质量 m1=55.3g

f

0.50.4

0.3 0.20.1

v

线性 (v)

00 0.5 1 1.5

tf t v 40034 40044 40053 40069 40079 40090 40102 40110 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.282305 0.367853 0.444845 0.58172 0.667267 0.761369 0.864026 0.9324641.2

关于霍尔效应的数据处理：

3.50 4.00

6.94 7.80

-0.99 -1.26图2

2.84 3.11

-5.09 -5.94

3.97 4.53

5 4.5 4 3.5

VH(mV)

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2 Is(mA) 2.5 3 3.5 4

X (cm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

V1(mV)+B,+IS

V2(mV)-B,+IS

V3(mV)-B,-IS

V4(mV) VH +B,-IS

V1 V2 V3 V4(mV)

4

5.48 6.59 7.20 7.46 7.58 7.66 7.71 7.73 7.74 7.75 7.75 7.77 7.78 7.79

1.03 -0.06 -0.67 -0.93 -1.05 -1.12 -1.17 -1.18 -1.20 -1.19 -1.21 -1.21 -1.23 -1.24

0.83 1.94 2.55 2.80 2.93 3.01 3.05 3.06 3.07 3.07 3.08 3.10 3.11 3.09

-3.61 -4.70 -5.32 -5.57 -5.70 -5.77 -5.82 -5.84 -5.85 -5.

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5

利用origin 进行回归分析，最小二乘法拟合曲线。（数学软件origin 直线拟合原理即为最小二乘法）

计算公式：Δd=12N λ λ=2Δd N

算出其截距 斜率 则He -Ne 波长为

截距的标准差s x = 斜率的标准差s x = 单位（mm ）

自由度为5 拟合度(Adjust R -square)=

已知仪器误差Δ仪=100n m s d =

√n = 不确定度计算公式如下：

U d =√(

√n 2s d 2+Δ仪2= mm U N =0

U λ

λ=√(dln λ d Δd )2（U d ）2+(dln λ d N

)2（U N ）2 = U λ=97.52351442

λ=（±97.5）nm

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5

实验2钠黄光波长测定数据

计算公式：Δd=12N λ λ=2Δd N

通过对matlab 绘图程序，对实验测得的六个点进行最小二乘法数据分析：

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5

经过分析，发现有一组数据发生明显错误，故舍去该组数据进行分析。

算出其截距 斜率 则He -Ne 波长为

截距的标准差s x = 斜率的标准差s x = 单

大学物理实验

多普勒效应综合实验

（附数据处理图）

(注：由于上传后文库中数据图看不清楚，须下载后才能看清楚)

当波源和接收器之间有相对运动时，接收器接收到的波的频率与波源发出的频率不同的现象称为多普勒效应。多普勒效应在科学研究，工程技术，交通管理，医疗诊断等各方面都有十分广泛的应用。例如：原子，分子和离子由于热运动使其发射和吸收的光谱线变宽，称为多普勒增宽，在天体物理和受控热核聚变实验装置中，光谱线的多普勒增宽已成为一种分析恒星大气及等离子体物理状态的重要测量和诊断手段。基于多普勒效应原理的雷达系统已广泛应用于导弹，卫星，车辆等运动目标速度的监测。在医学上利用超声波的多普勒效应来检查人体内脏的活动情况，血液的流速等。电磁波（光波）与声波（超声波）的多普勒效应原理是一致的。本实验既可研究超声波的多普勒效应，又可利用多普勒效应将超声探头作为运动传感器，研究物体的运动状态。

【实验目的】

1、测量超声接收器运动速度与接收频率之间的关系，验证多普勒效应，并由f－V关系直线的斜率求声速。

2、利用多普勒效应测量物体运动过程中多个时间点的速度，查看V－t关系曲线，或调阅有关测量数据，即可得出物体在运动过程中的速度变化情况，可研究：

① 匀加速直线运动，测量力、质量与加

雷诺实验

一、实验目的

1. 观察层流和紊流的流态及其转换特征。 2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。 3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用。

二、实验原理

1、实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有，如图1所示。

2、圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。雷诺根据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数，称为雷诺数Re，作为判别流体流动状态的准则

Re?4Q ?D?式中 Q——流体断面平均流量 , Ls

D——圆管直径 , mm

?——流体的运动粘度 , m2s

在本实验中，流体是水。水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算

??((0.585?10?3?(T?12)?0.03361)?(T?12)?1.2350)?10?6

式中 ?——水在t?C时的运动粘度，m2s； T——水的温度，?C。

3、判别流体流动状态的关键因素是临界速度。临界速度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。流体从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速，从紊流到层

【摘要】随着电子技术的发展，霍尔效应不单是测定半导体材料电学参数的主要手段，利用霍尔效应制成的霍尔器件凭借其结构简单、频率响应宽（高达10GHz）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛应用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面，随着半导体物理学的迅速发展，霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一，通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。本文重点对霍尔电压（VH）与工作电流（IS）、霍尔电压（VH）与磁场的关系进行实验探索，进一步深入了解霍尔效应的机理。

【关键词】霍尔器件;霍尔电压;霍尔效应;实验探究 一、测量磁场的霍尔效应法的基本原理

霍尔效应是指运动的电荷在磁场中受力的一种效应。通以电流的半导体试样置于磁场中，如果电流方向与磁场方向垂直，即在X方向通以电流IS，在Z方向加磁场B，则在Y方向就开始聚集异号电荷。 当电场与磁场对电流的作用达到平衡时，两极板间由于电荷的聚集就具有电位差VH，此过程在极短暂的时间内（10-13-10-11s）就可完成。此现象是霍尔于1879年发现的，故称为霍尔效应。（VH为霍尔电压） 霍尔效应是运动的带电粒子在磁场

令狐采学创作

令狐采学创作 南昌年夜学物理实验陈述

令狐采学

课程名称：普通物理实验（2）

实验名称：霍尔效应

学院：专业班级：

学生姓名：学号：

实验地址：座位号：

实验时间：

一、 实验目的：

1、了解霍尔效应法测磁感应强度S I 的原理和办法；

2、学会用霍尔元件丈量通电螺线管轴向磁场散布的基本办法； 二、 实验仪器：

霍尔元件测螺线管轴向磁场装置、多量程电流表2只、电势差计、滑动变阻器、双路直流稳压电源、双刀双掷开关、连接导线15根。 三、 实验原理：

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令狐采学创作 1、霍尔效应

霍尔效应实质上是运动的带电粒子在磁场中受洛仑磁力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体资料中，这种偏转招致在垂直电流和磁场标的目的上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横加电场，即霍尔电场H E .

如果H E <0，则说明载流子为电子，则为n 型试样；如果H E >0，则说明载流子为空穴，即为p 型试样。

显然霍尔电场H E 是阻止载流子继续向正面偏移，当载流子所受的

横向电场力e H E 与洛仑磁力B v e 相等，样品两侧电荷的积累就达到静态平衡，故有：

e H E =B v e

其中EH 为霍尔电场，v 是载流子在电流标的目的上的平均速度。若试样的宽

大学物理实验实验报告

实验日期 _________________________

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________

教师评定 ______________

实验名称：用霍尔效应测磁场 目的要求：

1． 了解霍尔效应的基本原理 2． 学习用霍尔效应测量磁场

仪器用具：

霍尔效应仪，问刘电源，稳压电源，安培表，毫安表，功率函数发生器（没用到），特斯拉计，数字万用表，电阻箱，导线

实验原理：

1． 霍尔效应

通电流的导体置于磁场B中，磁场方向垂直于电流IH方向，则导体中会产生垂直于电流方向和磁场方向的电位差UH，这就是所谓霍尔效应。 我们有

UH = KHIHB

比例系数KH = RH / d=1 / pqd

2．用霍尔效应法测量电磁铁的磁场

用霍尔效应制成的特斯拉计，能简便、直观、快速的测量磁场中各点的磁感应强度。由于载流子的类型不同，UH的正负也有不同。

2． 消除霍尔元件副效应的影响

实际测量过程中，还会伴随一些热磁副效应，会使测得的电压不止是UH，还会附加另外一些电压，给测量带来误差。通常的方法是分别改变IH和B的方向（就是IM的方向），测量的到四组数据，取它们的绝对值的平均