大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課后思考題全解

1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用【預(yù)習(xí)思考題預(yù)習(xí)思考題】1列出計(jì)算霍爾系數(shù)列出計(jì)算霍爾系數(shù)、載流子濃度、載流子濃度n、電導(dǎo)率、電導(dǎo)率σ及遷移及遷移率μ的計(jì)算公式，并注明單位。的計(jì)算公式，并注明單位?；魻栂禂?shù)霍爾系數(shù)，載流子濃度，載流子濃度，電導(dǎo)率，電導(dǎo)率，遷移率，遷移率。2如已知霍爾樣品的工作電流如已知霍爾樣品的工作電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，的方向，如何判斷樣品的導(dǎo)電類型？如何判斷樣品的導(dǎo)電類型？以根據(jù)右手螺旋定

2、則，從工作電流以根據(jù)右手螺旋定則，從工作電流旋到磁感應(yīng)強(qiáng)度旋到磁感應(yīng)強(qiáng)度B確定確定的方向?yàn)檎?，若測(cè)得的霍爾電壓的方向?yàn)檎?，若測(cè)得的霍爾電壓為正，則樣品為為正，則樣品為P型，型，反之則為反之則為N型。型。3本實(shí)驗(yàn)為什么要用本實(shí)驗(yàn)為什么要用3個(gè)換向開關(guān)？個(gè)換向開關(guān)？為了在測(cè)量時(shí)消除一些霍爾效應(yīng)的副效應(yīng)的影響，需要在為了在測(cè)量時(shí)消除一些霍爾效應(yīng)的副效應(yīng)的影響，需要在測(cè)量時(shí)改變工作電流測(cè)量時(shí)改變工作電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，因此

3、就需要的方向，因此就需要2個(gè)換向開關(guān)；除了測(cè)量霍爾電壓個(gè)換向開關(guān)；除了測(cè)量霍爾電壓，還要測(cè)量，還要測(cè)量A、C間的間的電位差電位差，這是兩個(gè)不同的測(cè)量位置，又需要，這是兩個(gè)不同的測(cè)量位置，又需要1個(gè)換向開關(guān)。個(gè)換向開關(guān)?？傊?，一共需要總之，一共需要3個(gè)換向開關(guān)。個(gè)換向開關(guān)?！痉治鲇懻擃}分析討論題】1若磁感應(yīng)強(qiáng)度若磁感應(yīng)強(qiáng)度B和霍爾器件平面不完全正交，按式和霍爾器件平面不完全正交，按式（5.25）測(cè)出的霍爾系數(shù)測(cè)出的霍爾系數(shù)比實(shí)際值大還是小

4、？要準(zhǔn)確測(cè)比實(shí)際值大還是小？要準(zhǔn)確測(cè)定值應(yīng)怎樣進(jìn)行？值應(yīng)怎樣進(jìn)行？若磁感應(yīng)強(qiáng)度若磁感應(yīng)強(qiáng)度B和霍爾器件平面不完全正交，則測(cè)出的霍和霍爾器件平面不完全正交，則測(cè)出的霍爾系數(shù)爾系數(shù)比實(shí)際值偏小。要想準(zhǔn)確測(cè)定，就需要保證磁感應(yīng)比實(shí)際值偏小。要想準(zhǔn)確測(cè)定，就需要保證磁感應(yīng)因此在系統(tǒng)處于共振的條件下進(jìn)行聲速測(cè)定，可以容易和因此在系統(tǒng)處于共振的條件下進(jìn)行聲速測(cè)定，可以容易和準(zhǔn)確地測(cè)定波節(jié)的位置，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確地測(cè)定波節(jié)的位置，提高測(cè)量的準(zhǔn)確

5、度。2.壓電陶瓷超聲換能器是怎樣實(shí)現(xiàn)機(jī)械信號(hào)和電信號(hào)之間壓電陶瓷超聲換能器是怎樣實(shí)現(xiàn)機(jī)械信號(hào)和電信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換的？的相互轉(zhuǎn)換的？答：壓電陶瓷超聲換能器的重要組成部分是壓電陶瓷環(huán)。答：壓電陶瓷超聲換能器的重要組成部分是壓電陶瓷環(huán)。壓電陶瓷環(huán)由多晶結(jié)構(gòu)的壓電材料制成。這種材料在受到壓電陶瓷環(huán)由多晶結(jié)構(gòu)的壓電材料制成。這種材料在受到機(jī)械應(yīng)力，發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，會(huì)發(fā)生極化，同時(shí)在極化方機(jī)械應(yīng)力，發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，會(huì)發(fā)生極化，同時(shí)在極化方向產(chǎn)生電

6、場(chǎng)，這種特性稱為壓電效應(yīng)。反之，如果在壓電向產(chǎn)生電場(chǎng)，這種特性稱為壓電效應(yīng)。反之，如果在壓電材料上加交變電場(chǎng)，材料會(huì)發(fā)生機(jī)械形變，這被稱為逆壓材料上加交變電場(chǎng)，材料會(huì)發(fā)生機(jī)械形變，這被稱為逆壓電效應(yīng)。聲速測(cè)量?jī)x中換能器電效應(yīng)。聲速測(cè)量?jī)x中換能器S1作為聲波的發(fā)射器是利用作為聲波的發(fā)射器是利用了壓電材料的逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷環(huán)片在交變電壓作用了壓電材料的逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷環(huán)片在交變電壓作用下，發(fā)生縱向機(jī)械振動(dòng)，在空氣中激發(fā)超聲波，把電信

7、號(hào)下，發(fā)生縱向機(jī)械振動(dòng)，在空氣中激發(fā)超聲波，把電信號(hào)轉(zhuǎn)變成了聲信號(hào)。換能器轉(zhuǎn)變成了聲信號(hào)。換能器S2作為聲波的接收器是利用了壓作為聲波的接收器是利用了壓電材料的壓電效應(yīng)，空氣的振動(dòng)使壓電陶瓷環(huán)片發(fā)生機(jī)械電材料的壓電效應(yīng)，空氣的振動(dòng)使壓電陶瓷環(huán)片發(fā)生機(jī)械形變，從而產(chǎn)生電場(chǎng)，把聲信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電信號(hào)。形變，從而產(chǎn)生電場(chǎng)，把聲信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電信號(hào)?！痉治鲇懻擃}分析討論題】1.為什么接收器位于波節(jié)處，晶體管電壓表顯示的電壓值為什么接收器位于波節(jié)處，