Определение постоянной Холла для никеля и экспериментальное доказательство ее постоянства

Отчет по лабораторной работе

« Эффект Холла в никеле »

студента 321 группы

Глущенко Кирилла.

Цель работы состоит в определении постоянной Холла для никеля и в экспериментальном доказательстве постоянства ее, считая эффект пропорциональным намагниченности.

Теоретическое обоснование:

Из формулы    (**) следует, что для определения необходимо:

а)определить ЭДС Холла ,

б)определить соответствующую намагниченность в образце ,

в)измерить ток  и толщину пластинки а.

Для доказательства постоянства  при изменении намагниченности следует проделать опыт в полях разной напряженности.

Ход работы:

Нашли наилучшее положение образца в межполюсном пространстве электромагнита, после чего измерили постоянную Холла для различных значений намвгниченности. Последнее включает в себя:

1.Определение ЭДС Холла при выбранном токе через пластину при различных значениях приложенного магнитного поля.

Для этого использовали электрическую цепь, собранную по схеме:

 

Приведена ниже таблица отклонений (в обе стороны - в соответствии с тем или иным направлением магнитного поля) при выбранном токе через пластинку и различных магнитных полях, характеризуемых силою тока, питающего магнит. Также в таблице даны отклонения, отвечающие чистому действию ЭДС Холла и вычисленные значения этой ЭДС по формуле:

 , где

R₁=19,2 Ом ;

R₂=14,9 Ом ;

r_r=53 Ом - внутреннее сопротивление гальванометра ;

n- отклонения в делениях ;

с₁=10^-8 А/дел - цена деления гальванометра .

Данные измерений.

а) I_пласт=4,6 А.

Iмагн±0,1, А	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0
Отклонение гальванометра, ±1 дел	-19 +45	-19 +42	-22 +43	-22 +37	-19 +36
DФ±0,002, мВб	-0,725 +0,731	-0,753 +0,616	-0,764 +0,755	-0,792 +0,673	-0,805 +0,763
±0,4, ´10-8 В	1964,5	1872,4	1995,2	1811,0	1688,2

б) I_пласт=6,0 А.

Iмагн±0,1, А	6,0	7,0	8,0	9,0
Отклонение гальванометра, ±1 дел	+36 -24	+39 -25	+41 -26	+41 -22
DФ±0,002, мВб	-0,620 +0,622	+0,647 -0,723	+0,767 -0,765	+0,788 -0,805
±0,4, ´10-8 В	1841,7	1964,5	2056,5	1933,8

в) I_пласт=3,7 А.

Iмагн±0,1, А	9,0	8,0	7,0	6,0
Отклонение гальванометра, ±1 дел	-12 +34	+33 -11	+31 -10	-9 +30
DФ±0,002, мВб	-0,715 +0,878	-0,763 +0,739	-0,707 +0,731	-0,693 +0,673
±0,4, ´10-8 В	1412,0	1350,6	1258,5	1197,1

2.Измерение индукции поля в зазоре электромагнита, соответствующей всем тем случаям, в которых была измерена ЭДС Холла.

Формула для вычисления индукции магнитного поля:

, где

= 12,6*10^-4 м²- площадь витка.

а) I_пласт=4,6 А.

DФ±0,002, мВб	0,728	0,720	0,760	0,733	0,784
В±0,005, Тл	0,289	0,286	0,302	0,291	0,311

б)I_пласт=6,0 А.

DФ±0,002,мВб	0,621	0,685	0,712	0,797
В±0,005, Тл	0,246	0,272	0,283	0,316

в) I_пласт=3,7 А.

DФ±0,002, мВб	0,797	0,751	0,719	0,683
В±0,005, Тл	0,316	0,298	0,285	0,271

3.Определение намагниченности внутри никелевой пластинки по формуле:

   ( 4*10^-7 Гн\м ).

а) I_пласт=4,6 А.

В±0,005, Тл	0,289	0,286	0,302	0,291	0,311
J±0,05´105, А/м	2,30	2,28	2,40	2,32	2,47

б) I_пласт=6,0 А.

В±0,005, Тл	0,246	0,272	0,283	0,316
J±0,05´105, А/м	1,96	2,16	2,25	2,51

в) I_пласт=3,7 А.

В±0,005, Тл	0,316	0,298	0,285	0,271
J±0,05´105, А/м	2,51	2,37	2,27	2,16

4.Вычисление коэффициента Холла для никеля при всех примененных значениях магнитного поля по формуле (**), написанной выше.

а) I_пласт=4,6 А.

±0,4´10-8, В	1964,5	1872,4	1995,2	1811,0	1688,2
J±0,05´105, А/м	2,30	2,28	2,40	2,32	2,47
K±1,0´10-10, м3/Кл	11,8	11,4	11,5	10,8	9,46

б) I_пласт=6,0 А.

±0,4´10-8, В	1841,7	1964,5	2056,5	1933,8
J±0,05´105, А/м	1,96	2,16	2,25	2,51
K±1,0´10-10, м3/Кл	10,0	9,6	9,7	8,2

   в) I_пласт=3,7 А.

±0,4´10-8, В	1412,0	1350,6	1258,5	1197,1
J±0,05´105, А/м	2,51	2,37	2,27	2,16
K±1,0´10-10, м3/Кл	9,7	9,8	9,5	9,5

К_ср = ( 10,1 ±1,0 ) ´10^-10 м³/Кл - вычисленное из экспериментальных результатов значение постоянной Холла для никеля.