Aufgaben zum Hall-Effekt
Aufgabe 1
Ein Kupferplättchen der Breite $b$ = 1,8 cm und der Dicke $d$ = 1 mm wird in ein Magnetfeld der Flussdichte $B$ = 1,2 T gebracht.
Bei einem Strom $I$ = 15 A wird eine Hall-Spannung $U_H$ = - 1,02 µV gemessen.
a) Bestimmen Sie die Hall-Konstante $R_H$ von Kupfer. Geben Sie an, um welche Art von Ladungsträgern es sich handelt.
b) Bestimmen Sie die Ladungsträgerdichte $n$ von Kupfer. Bestimmen Sie außerdem die Anzahl von Ladungsträgern pro Atom.
c) Berechnen Sie die mittlere Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger in Kupfer.
Aufgabe 2
Ein Germaniumplättchen hat die Maße $b$ = 1,2 cm und $d$ = 1 mm. In einem Magnetfeld der Flussdichte $B$ = 106 mT wird bei $I$ = 30 mA eine
Hall-Spannung $U_H$ = - 20,6 mV gemessen.
a) Bestimmen Sie die Hall-Konstante $R_H$ von Germanium und begründen Sie, dass es sich bei den Ladungsträgern um Elektronen handelt.
b) Zeigen Sie, dass auf ein freies Leitungselektron mehr als 10^6 Atome kommen.
c) Berechnen Sie die mittlere Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger in Germanium. Vergleichen Sie mit dem Ergebnis aus 1 c).