4.1.1. 霍尔元件测量磁场置于磁场中的载流导体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场。这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。根据霍尔效应,人们用半导体材料制成霍尔元件,它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。利用它可以测量磁场;可以研究半导体中载流子的类别和特性等;也可以利用它制作传感器,用于磁读出头、隔离器,转速仪等。量子霍耳效应更是当代凝聚态物理领域最重要的发现之一,它在建立国际计量的自然基准方面也起了重要的作用。【实验目的】1.了解霍耳效应法测量磁场的原理和方法。2.测定所用霍耳片的霍耳灵敏度。3.用霍耳效应法测量通电螺线管轴线上的磁场。4.用霍耳效应法测量通电线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场,验证磁场叠加原理,验证亥姆霍兹线圈中央存在均匀磁场。【实验原理】1霍耳效应及其测磁原理图4.5.1 霍尔效应原理图把一块半导体薄片(锗片或硅片等)放在磁感应强度大小为B的磁场中(B的方向沿z轴方向),如图4.5.1所示。从薄片的四