Problem bei Halleffekt Praktikum

Foxd1983 · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 20

Hoff mal mir kann hier einer helfen.
Hab vor kurzem ein Praktikum Halleffekt gemacht und hab da ein Problem mit der Auswertung.
Wir sollten die Hallspannung einmal für Silber messen und dann nochmal für Wolfram. Bisher alles Wunderbar geklappt, nur dummerweise ist die zu berechnende Hallkonstante von Silber bei mir nur ~3,1e-11 groß. In Tabellen steht aber ein Wert von 9e-11. ist doch schon ne größere Abweichung, und nun hab ich keinen Plan wie ich die in der Fehlerauswertung wegdiskutieren soll.
Also meine berechnungen sind zu 99% richtig (in der anderen Praktikumsgruppe kam das selbe Ergebnis raus...).

So http://www.fh-jena.de/~kln/versuchsanleitungen.htm hier ist die Anleitung zum Versuch.

Und dann wär da nochwas, bei den Versuchsteil mit Wolfram unterlag die Hallspannung sehr starken Schwankungen. Liegt das jetzt nur an den hohen elektrischen Widerstand von Wolfram oder gibts da noch andere Gründe?

Hoff mal jemand kann mir helfen, schonmal danke im vorraus,

Foxd1983

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Dein Link zur Versuchsanleitung ist passwortgeschützt, ich folgere daraus, dass er wohl eher nicht zur freien Veröffentlichung im Internet gemeint ist.

Magst du statt dessen etwas genauer erzählen, was ihr gemacht habt? Wie sahen die Silber- und die Wolfram- Proben aus, und wie habt ihr sie kontaktiert?

In einer Fehlerauswertung geht es natürlich nicht zuerst darum, etwas "wegzudiskutieren", sondern erst einmal darum, die Messfehler zu berechnen und die systematischen Fehler abzuschätzen.

Magst du mal deine Messwerte hier aufschreiben und dazu die Messfehler, also die Information, wie genau sich der jeweilige Messwert messen und ablesen ließ? Mit welcher Formel rechnest du aus diesen Messwerten die Hallspannung aus, und auf welchen Fehler für das Ergebnis der Hallkonstante kommst du daraus insgesamt durch Fehlerfortpflanzung?

Und dann können wir uns damit die Frage stellen, welcher dieser Messwerte möglicherweise mit einem systematischen Fehler behaftet sein kann. Schwankte beim Wolfram nur die Anzeige des Voltmeters für die Hallspannung, oder gleichzeitig auch die Anzeige anderer Messinstrumente, wie zum Beispiel die des Amperemeters für den Strom durch die Probe?

Foxd1983 · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 20

sorry, hab ich gar nicht dran gedacht das da pw schutz war..
tja wie die Proben aussahen? Hier http://grundpraktikum.physik.uni-saarland.de/scripts/Halleffekt_Silber_2.pdf
ist auf seite 5 so ein Bauteil abgebildet, welches genau so aussieht wie das welches wir benutzt haben.
Also als erstes hatten wir das B-Feld mit nem analogen Teslameter gemessen.
Als nächstes hatten wir bei nem festen Querstrom (5 bzw 10 A) die Hallspannung gemessen. die Hallkonstante sollte dann mit den B- Werten aus dem ersten Versuchsteil und der Hallspannung aus Teil 2 ermittelt werden.

Hier mal die Werte fürs B-Feld:
Ib /A----- B /mT
0 -----16
0,5 -----118
1 -----235
1,5 -----400
2 -----500
2,5 -----600
3,1 -----700
3,7 -----800
4 -----820
4,6 -----940
5,7 -----1000
6 -----1000
6,5 -----1050
7,3 -----1080
7,5 -----1080
8 -----1100
8,5 -----1150
9 -----1180
9,5 ------1200
10 -----1200

Wie hier schon zu sehen ist sind die Werte nicht so genau, mit dem analogen Gerät gings nicht besser...

Hier die Werte der Messung mit Querstrom =10,05A

Ib /A UH /10-5 V

0 .......-0,02 .....-0,02...... -0,02..... -0,02..... -0,02
0,5 .....-0,14 .....-0,1..... -0,06..... -0,09 .....-0,04
1 ........-0,2 .....-0,13 .....-0,08..... -0,16 .....-0,09
1,5 ....-0,25 .....-0,19 .....-0,19..... -0,22.....-0,12
2 .......-0,33 .....-0,24 .....-0,23..... -0,31..... -0,18
2,5 .....-0,37 .....-0,34 .....-0,32 -0,36..... -0,22
3 .......-0,4 .....-0,38 .....-0,38..... -0,44..... -0,33
3,5 ....-0,44 .....-0,43 .....-0,42..... -0,48..... -0,35
4 .......-0,48 .....-0,48 .....-0,48..... -0,52..... -0,38
4,5 ....-0,52 .....-0,5 ......-0,52.... -0,57..... -0,41
5 .......-0,54 .....-0,5 .....-0,54..... -0,6..... -0,47
6 .......-0,6 .....-0,54 .....-0,58..... -0,64..... -0,56
7 .......-0,67 .....-0,6 .....-0,66..... -0,7..... -0,61
8 .......-0,72 .....-0,63 .....-0,7..... -0,75..... -0,63
9 .......-0,76 .....-0,67 .....-0,72..... -0,76..... -0,69
10 ......-0,77 .....-0,7 .....-0,73..... -0,82..... -0,67

Davon wurden zur Auswertung nur die ersten 3 messreihen genommen weil die anderen noch mehr abweichen, und die Auswertung sollen wir nur an den messwerten vornehmen, die halbwegs ähnliche ergebnisse geliefert hatten.

So, nun zur Fehlerbetrachtung, also ne Fehlerrechnung soll nicht gemacht werden. Wäre sowieso blödsinn, weil der ganze Versuch eigentlich mehr ein schätzen ist als messen... Der Betriebsstrom ließ sich nur ganz schlecht einstellen und hat nur geschwankt, und die hallspannung die wir abgelesen haben schwankte teilweise auch um 0,1e-5V

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Da wundern mich zwei Sachen ein bisschen: Du sagt, die Werte hätten sehr stark geschwankt, dabei sieht das in den Zahlenwerten, die du angibst, gar nicht so heftig aus.

Und wenn ihr gar keine Fehlerrechnung machen sollt, wie wollt ihr dann abschätzen, ob die Abweichung eures Messergebnisses vom Literaturwert an den Messfehlern liegen kann oder ob ein zusätzlicher systematischer Fehler benötigt wird, um die Abweichung zu erklären?

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Eine einfache Fehlerrechnung kannst du hier schnell machen, indem du:

* Die Formel aufschreibst, mit der du die Hallkonstante aus den Messwerten bestimmt hast.

* den relativen Fehler der Messgrößen angibst, die du in diese Formel eingesetzt hast. (Das heißt: Für jede dieser Messgrößen sinnvoll durch Betrachten der in der Auswertung verwendeten Messwerte angeben: Um wieviel Prozent hat der Wert dieser Messgröße um den gemessenen Wert geschwankt? Auf wieviel Prozent genau ließen sich die eingestellten Größen (Betriebsstrom, ... ) einstellen?)

* Und daraus kannst du schnell die Fehlerfortpflanzung ausrechnen: Wenn in der Formel nur "mal" und "durch" stehen sollte, dann ist der relative Fehler des Ergebnisses für die Hallspannung einfach gleich der Summe der relativen Fehler der eingesetzten Werte.

Magst du das mal machen, um zu sehen, ob das schon reicht, um die beobachtete Abweichung zu erklären?

Foxd1983 · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 20

naja mit schwanken meinte ich das der angezeigte wert nicht fest war sondern schwankte manchmal immer so um 0,01 aber bei anderen fällen zeigte das Messgerät Werte im Bereich von 0,5 bis 0,7 an. dann haben wir gemittelt auf 0,6. Der Praktikumsbetreuer sagte das wir das machen sollen..

Also ich hab die konstante mit folgender Formel berechnet:

Also für die dicke waren 5e-5m gegeben, ich nehme diesen Wert als Korrekt an. Tja und auf wieviel prozent genau das Strom bzw spannungmessgerät ist... wenn ich mich recht entsinne hatten wir in Grundlagen der ET mal über solche Klassen geredet. ich schätz jetz mal so jedes 2,5%. Das analoge Teslameter... Ich nehm da mal nen halben skalenteil, das wären im 1000mT Bereich 50mT, also hier 5%.
Wenn ich dich richtig verstanden hab dann summier ich die prozente auf und erhalte somit 10% also hätte ich dann nen Bereich von ~(2,7 bis 3,3)e-11 in dem mein "wahrer" Wert liegt...
edit: in die Hallspannung geht ja noch der Fehler des Betriebsstromes mit ein, ebenso in die Magnetische Flussdichte, oder? d.h. die müssten auch noch mit rein. das wären jeweils nochmal 2,5% also insgesamt dann 15%. Aber das reicht ja immer noch nicht...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Foxd1983 · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 20

Hi!
Sorry das ich mich jetzt erst wieder melde!
Hat sich mitlerweile erledigt. Die andere Gruppe, welche ich erwähnt hatte, hat ihr Protokoll wiedergekriegt und alles war in Ordnung, obwohl deren Wert auch nur ein drittel des Tabellenwertes betrug. Der Praktikumsleiter meinte nur das dieses Ergebnis normal sei, und die Abweichungen durch den extrem hohen Fehler des verwendeten geräte zustande kommt. Naja und da wir keine Fehlerrechnung machen sollen, hat sich das ja damit erledigt.

Trotzdem vielen Dank für deine Hilfe!!