1、霍耳（E.C.Hall ) 效應(yīng)12霍耳（E.C.Hall ) 效應(yīng)1879年霍耳發(fā)現(xiàn)把一載流導(dǎo)體放在磁場中，如果磁場方向與電流方向垂直，則在與磁場和電流二者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢差，這一現(xiàn)象稱之為霍耳現(xiàn)象。實驗結(jié)果:實驗上稱 RH 為霍耳系數(shù)，與材料有關(guān)。載流子的正負(fù)決定 U12 的正負(fù)3走近科學(xué)中國UFO懸案調(diào)查續(xù)集深空魅影第一集2006年8月1日播出 2005年9月25日傍晚，中國南方航空公司一架航班在飛往青島途中，飛行員猛然發(fā)現(xiàn)飛機(jī)正前方的夜空中，出現(xiàn)了一個蚊香狀的奇異的發(fā)光體，正以一種內(nèi)螺旋軌跡飛行！奇怪的是，在空管部門的雷達(dá)上這個物體沒有絲毫顯示！就在這個夜晚，我國的遼寧、吉林、

2、黑龍江、內(nèi)蒙等多個地區(qū)，都有人目擊了同一不明飛行物. 1981年，我國西南竟然發(fā)生過一次與“9.25”幾乎完全相同的UFO目擊事件。一種螺旋狀的UFO，在我國反復(fù)出現(xiàn)一種UFO.成因假設(shè)之一：該現(xiàn)象是類彗流星體在穿經(jīng)地球磁場時，由其上的等離子體（電漿）和地球磁場相互作用而形成的一種特殊天文現(xiàn)象. 4* 磁聚焦 magnetic focusing一束發(fā)散角不大的帶電粒子束，若這些粒子沿磁場方向的分速度大小又一樣，它們有相同的螺距，經(jīng)過一個周期它們將重新會聚在另一點這種發(fā)散粒子束會聚到一點的現(xiàn)象叫磁聚焦。粒子源A接收器A5它廣泛應(yīng)用與電真空器件中如電子顯微鏡中。它起了光學(xué)儀器中的透鏡類似的作用。聚

3、焦磁極6II_經(jīng)典解釋:以載流子是負(fù)電荷為例,其定向漂移速度與電流反向,在磁場中的洛侖茲力使載流子運動，在1、2橫向上形成(霍耳)電場。+ + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - U霍耳電場力（eEH）與洛侖茲力（evb）平衡時電子的漂移達(dá)到動態(tài)平衡，從而形成橫向電勢差。-q7霍耳系數(shù) RH 在金屬導(dǎo)體中，自由電子的濃度大，故金屬導(dǎo)體的霍耳系數(shù)很小，相應(yīng)的霍耳電勢差也就很弱，即霍耳效應(yīng)不明顯。 在半導(dǎo)體中，載流

4、子濃度很低，故半導(dǎo)體的霍耳系數(shù)比金屬導(dǎo)體大得多，即半導(dǎo)體能產(chǎn)生很強(qiáng)的霍耳效應(yīng)。 在電流、磁場均相同的前提下，應(yīng)特別注意：p型半導(dǎo)體(載流子: 正電荷的空穴)和n型半導(dǎo)體(載流子:負(fù)電荷的電子)的霍耳電勢差正負(fù)不同。 8例：如圖所示，一塊半導(dǎo)體樣品沿 x 軸方向有電流 I 流動，在 z 軸方向有均勻磁場 B。實驗數(shù)據(jù)如下：a=0.10cm，c=1.0cm，I=1.0mA，B=0.3T，半導(dǎo)體片兩側(cè)的電勢差 U12 =6.55 mV。(1)試問此半導(dǎo)體是P 型還是n 型？(2)求載流子濃度n為多少？解:(1) U2 - U1 0不可能是P 型半導(dǎo)體I12cbaPI1212InU1 - U2 0此半

5、導(dǎo)體為 n 型半導(dǎo)體a為沿B方向半導(dǎo)體的厚度.9霍耳效應(yīng)的應(yīng)用 因為半導(dǎo)體的載流子濃度小于金屬電子的濃度且容易受溫度、雜質(zhì)的影響，所以霍耳系數(shù)是研究半導(dǎo)體的重要方法之一。測量載流子類型測量載流子濃度測量磁感應(yīng)強(qiáng)度 九十年代，發(fā)現(xiàn)量子霍耳效應(yīng), 即曲線UAA I當(dāng)B, d, RH為常數(shù)時，出現(xiàn)臺階，而不為線性關(guān)系。理論上用量子力學(xué)解釋尚不夠。分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng)與分?jǐn)?shù)電荷的存在與否有關(guān)。86年獲諾貝爾獎金。10討論題討論 電磁流量計（簡稱EMF）是一種場效應(yīng)型傳感器, 已有50多年的應(yīng)用歷史，在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，領(lǐng)域涉及水/污水、化工、醫(yī)藥、造紙、食品等各個行業(yè)。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程

6、。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場所。 使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的, 試分析工作原理.11 導(dǎo)電液體自左向右在非磁性管道內(nèi)流動時, 在洛侖茲力作用下, 其中的正離子積累于上表面,負(fù)離子積累于下表面, 于是在管道中又形成了從上到下方向的勻強(qiáng)霍爾電場EH它同勻強(qiáng)磁場B一起構(gòu)成了速度選擇器。因此在穩(wěn)定平衡的條件下,對于以速度v勻速流動的導(dǎo)電液體, 無論是對其中的正離子還是負(fù)離子,都有流速 液體流量電磁流量計工作原理分析:(1) 截面矩形的非磁性管,其寬度為d、高度為h，管內(nèi)有導(dǎo)電液體自左向右流動, 在垂直

7、液面流動的方向加一指向紙面內(nèi)的勻強(qiáng)磁場,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時,可通過測量液體上表面的a與下表面的b兩點間的霍爾電勢差UH，確定液體流量。 12(2) 截面園形的非磁性管, B磁感應(yīng)強(qiáng)度；D測量管內(nèi)徑；U流量信號（電動勢）；v液體平均軸向流速, L測量電極之間距離.霍爾電勢U在圓形管道中，體積流量是：把方程(1)、(2) 合并得：液體流量或者 k（無量綱）的常數(shù)K校準(zhǔn)系數(shù)，通常是靠濕式校準(zhǔn)來得到。 截面矩形13根據(jù)LC振蕩電路的磁回路特性,一旦介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)裂紋,將會引起磁導(dǎo)率的突變,從而使回路的電磁參數(shù)發(fā)生變化。將這一結(jié)果用于鐵磁材料表面和內(nèi)部傷痕、裂紋的檢測中,其檢測方法原理簡單,操作方便,檢測

8、靈敏度高。LC磁回路測量原理：磁回路的基本模型如圖所示。A是帶線圈的磁芯，M是待檢測的材料，如容器壁。磁回路最基本的規(guī)律是安培環(huán)路定理:假定整個回路采用高導(dǎo)磁率材料組成,而且回路中繞有N匝線圈,線圈中電流為I ,若同一種材料中的磁場強(qiáng)度相同,則環(huán)路定理就可以寫成：式中Hi總是沿l i方向。當(dāng)回路中第i段的截面積為S i時, Bi Si =i ,由于環(huán)路內(nèi)各處截面的磁通都相同, i=.于是有：14上式中令： 分別為磁回路的磁動勢和磁阻， 則 另一方面,根據(jù)磁回路中的自感電動勢定義：由式(1)得到： 假定由該回路與電容C 組成LC振蕩電路, 電路的振蕩頻率f 為：磁路的歐姆定理15由式(2)可見, 在回路幾何參數(shù)一定的情況下, 振蕩頻率由回路中的磁導(dǎo)率決定. 在磁回路圖