实验金属电子逸出功的测定PPT21页
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上表数据的换算值
大学物理实验
在不同灯丝温度时的零场电流及其换算值
根据数据作出 lg
I0 T2
~图I 线，从图线求出的直线斜率
T
Hale Waihona Puke K=,求得金属钨的电子逸出功= eV。
金属钨的电子逸出功的公认值为 e =4.54 eV,计算
相对误差：E =
%
大学物理实验
注意事项：
由于理想二极管工艺制作上的差异，本仪器内装 有理想二极管限流保护电路，请不要将灯丝电流超 过0.80A
原则上我们只要测定I、A、S和T，就可以根据 （1）式计算出阴极材料的逸出功。但困难在于A和 S这两量是难以直接测定的，所以在实际测量中常用 下述的理查孙直线法，以设法避开A和S的测量,这是
一种数据处理的巧妙方法，非常有用。
大学物理实验
2、理查孙直线法
将（1）式两边除以T2，再取对数得到
lg (I0/T 2 ) lg (A S ) e/2 .3 0 K T
实验金属电子逸出功的测定
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
实验3.11 金属电子逸出功的测定
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容和步骤 思考题
Shenzhen lean-sigma consultant Co., LTD 版权所有 翻版必究
大学物理实验
大学物理实验
大学物理实验
大学物理实验
大学物理实验
（ 5）根据费密-狄拉克分布可以导出热电子发射遵循的理查 孙-杜西曼（Richardson—Dushman）公式(无外电场时 的热电子发射公式)
I0 A S T 2 e x p ( e/K T )
( 1 )
式中 ：I0——热电子发射的电流强度，单位为A A——和表面化学纯度有关的系数，单位为A·m-2·K-2 S——阴极的有效发射面积，单位为m2 K——玻尔兹曼常数（K=1.38×10-23J/K） T——热阴极的绝对温度，单位为K
大学物理实验
(I以uA 为单位）
大学物理实验
实验内容及步骤：
1.熟悉仪器装置并接线 。 2.将仪器面板上的电位器旋钮逆时针旋到底，接通电
源预热10分钟 。 3.调节理想二极管的灯丝电流，使灯丝电流显示
0.550A 。 4.调节理想二极管的阳极电压，使阳极电压分别为
25.0V、36.0V、49.0V、64.0V……144.0V电压，分
lg (A S ) 5 .0 4 1 0 3 /T
(2 )
lg(I0 / T 2 ) 与1/T成线性关系，上式为一直线方程。
由所得直线的斜率求出电子的逸出电位 ，从 而求出电子的逸出功 e ，这个方法叫做理查孙 直线法。
大学物理实验
3.从加速场外延求零场电流
肖脱基效应：外加电场Ea使逸出功减小，发射电流 增大的现象
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
别测出对应的阳极电流Ia，记录相应的数据.
大学物理实验
5.二极管的灯丝电流，每次增加0.050A，重复上述测 量，直至0.800A。每改变一次灯丝电流都要预热5 分钟 。
6.测得的数据填入表格，进行数据处理 。
不同灯丝电流时灯丝的温度值
大学物理实验
在不同灯丝电流和阳极电压时测得的阳极电流值
大学物理实验
大学物理实验
思考题：
1. 影响本实验结果的误差有那些因素？ 2. 什么是逸出功？改变阴极温度是否改变了阴极 3. 材料的逸出功？ 3. 理查孙直线法有何优点？ 4. 灯丝电流为何要保持稳定？测量中，每次改变
If值时为何要预热几分钟才测量？
大学物理实验
作业：
完成本次实验的数据处理，预习下一次实验内容。
(5)
当阴极的温度T一定时，lgIa和 V a 成线性关系
大学物理实验
如果以lgIa为纵坐标，以
Va
V a为横坐标作图，如图
T5
5所示，此直线的延长 lgI0
T4
线与纵坐标的交点，即
T3
T2
截距为lgI0。由此即可
T1
求出在一定温度下，加
速电场为零时的热发射 lgIa
电流I0。
T5>T4>T3> T2> T1 图5 由lgIa～直线确定lgI
Ia I0e x p (0 .4 3 9E a/T )
(3 )
式中Ia和I0分别是加速电场为Ea和零时的发射电流
对（3）式取对数得
0 .4 3 9 lgIa lgI02 .3 0E a/T
(4 )
大学物理实验
将电场E用电压V来代替得：
0.439 1
lgIalgI02.30 r1lnrr1 2 Va/T
大学物理实验
在不同灯丝温度时的零场电流及其换算值
根据数据作出 lg
I0 T2
~图I 线，从图线求出的直线斜率
T
Hale Waihona Puke K=,求得金属钨的电子逸出功= eV。
金属钨的电子逸出功的公认值为 e =4.54 eV,计算
相对误差：E =
%
大学物理实验
注意事项：
由于理想二极管工艺制作上的差异，本仪器内装 有理想二极管限流保护电路，请不要将灯丝电流超 过0.80A
原则上我们只要测定I、A、S和T，就可以根据 （1）式计算出阴极材料的逸出功。但困难在于A和 S这两量是难以直接测定的，所以在实际测量中常用 下述的理查孙直线法，以设法避开A和S的测量,这是
一种数据处理的巧妙方法，非常有用。
大学物理实验
2、理查孙直线法
将（1）式两边除以T2，再取对数得到
lg (I0/T 2 ) lg (A S ) e/2 .3 0 K T
实验金属电子逸出功的测定
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
实验3.11 金属电子逸出功的测定
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容和步骤 思考题
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大学物理实验
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（ 5）根据费密-狄拉克分布可以导出热电子发射遵循的理查 孙-杜西曼（Richardson—Dushman）公式(无外电场时 的热电子发射公式)
I0 A S T 2 e x p ( e/K T )
( 1 )
式中 ：I0——热电子发射的电流强度，单位为A A——和表面化学纯度有关的系数，单位为A·m-2·K-2 S——阴极的有效发射面积，单位为m2 K——玻尔兹曼常数（K=1.38×10-23J/K） T——热阴极的绝对温度，单位为K
大学物理实验
(I以uA 为单位）
大学物理实验
实验内容及步骤：
1.熟悉仪器装置并接线 。 2.将仪器面板上的电位器旋钮逆时针旋到底，接通电
源预热10分钟 。 3.调节理想二极管的灯丝电流，使灯丝电流显示
0.550A 。 4.调节理想二极管的阳极电压，使阳极电压分别为
25.0V、36.0V、49.0V、64.0V……144.0V电压，分
lg (A S ) 5 .0 4 1 0 3 /T
(2 )
lg(I0 / T 2 ) 与1/T成线性关系，上式为一直线方程。
由所得直线的斜率求出电子的逸出电位 ，从 而求出电子的逸出功 e ，这个方法叫做理查孙 直线法。
大学物理实验
3.从加速场外延求零场电流
肖脱基效应：外加电场Ea使逸出功减小，发射电流 增大的现象
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
别测出对应的阳极电流Ia，记录相应的数据.
大学物理实验
5.二极管的灯丝电流，每次增加0.050A，重复上述测 量，直至0.800A。每改变一次灯丝电流都要预热5 分钟 。
6.测得的数据填入表格，进行数据处理 。
不同灯丝电流时灯丝的温度值
大学物理实验
在不同灯丝电流和阳极电压时测得的阳极电流值
大学物理实验
大学物理实验
思考题：
1. 影响本实验结果的误差有那些因素？ 2. 什么是逸出功？改变阴极温度是否改变了阴极 3. 材料的逸出功？ 3. 理查孙直线法有何优点？ 4. 灯丝电流为何要保持稳定？测量中，每次改变
If值时为何要预热几分钟才测量？
大学物理实验
作业：
完成本次实验的数据处理，预习下一次实验内容。
(5)
当阴极的温度T一定时，lgIa和 V a 成线性关系
大学物理实验
如果以lgIa为纵坐标，以
Va
V a为横坐标作图，如图
T5
5所示，此直线的延长 lgI0
T4
线与纵坐标的交点，即
T3
T2
截距为lgI0。由此即可
T1
求出在一定温度下，加
速电场为零时的热发射 lgIa
电流I0。
T5>T4>T3> T2> T1 图5 由lgIa～直线确定lgI
Ia I0e x p (0 .4 3 9E a/T )
(3 )
式中Ia和I0分别是加速电场为Ea和零时的发射电流
对（3）式取对数得
0 .4 3 9 lgIa lgI02 .3 0E a/T
(4 )
大学物理实验
将电场E用电压V来代替得：
0.439 1
lgIalgI02.30 r1lnrr1 2 Va/T