逸出功的测定实验报告
逸出功的测量
＝，属电子的逸出功，常用电子伏特（V量。
是电子电荷，称为逸出电位。
电子从被加热金属中逸出的现象称为热电子发射。
热电子发射是通过提高金属温度的方法，改变电子的能－)为阴极的有效发射面积，为玻耳兹曼常数，＝为度数），为逸出功，= 1.6022×＝－)ln= lnAS－ln与成线性关系。
其斜率M = （3）因此，如果测得一组灯丝温度及其对应的发射电流的数据，以ln为纵坐标，为横坐标作图从所得直线的斜率即可求出该金属的逸出功 或逸出电位。
的公认值为公认= 4.54V 。
但是，必须消除阴极灯丝附近电子堆积所形成的影响电子发射的屏幕效应。
要使阴极发射的热电子连续不断地飞向阳极，I f 消除空间电荷的影响，必须在阳极与阴极之间外U f 加一个足够强加速电场E a ，当灯丝阴极通以加热. 图热电子发射原理电路图 电流I f 时，若灯丝已发射热电子，则电子在 加速电场作用下趋向阳极，形成阳极电流I a 。
加速电场的存在，使电子从阴极发射出来时得到一个助力，因而使发射电流增大，这种外电场产生的电子发射效应称为肖脱基效应。
阴极发射电流I a 与阴极表面加速电场E a 的关系为:) （4）式中I a 和I 分别表示加速电场为E a 和零时的发射电流。
式（4）取对数得（5）为了方便，一般将阴极和阳极制成共轴圆柱体，在忽略接触电势差等影响的条件下，阴极表面附近加速电场的场强为E a ＝ （6）式中r 1、r 2分别为阴极及阴极圆柱面的半径，U a 为加速电压。
将式（6）代入式（5）得（7）图二 lnI a ～直线确定lnI a,o 图三 理想二极管的结构图式（7）表明，对于一定尺寸的直热式真空二极管，r 1、r 2一定，在阴极的温度T 一定时，lnI a 与也成线性关系，lnI a ～直线的延长线与）式以作横轴作纵轴（），求出斜率M=（lnM′== 2.302585•k M′/e＝＋-4因为<1，所以物体的真实温度总是高于该物体的亮度温度。
逸出功的测定
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩：班级： 姓名： 同组者： 教师：实验 1-4 逸出功的测定【实验目的】1、了解热电子发射规律。
2、掌握逸出功的测量方法。
3、学习一种数据处理方法。
【实验原理】如图1-4-1所示。
电子从加热金属中发射出来的现象，称热电子发射。
1、 电子的逸出功根据固体物理学中金属电子理论，金属中传导电子的能量分布按费米-狄拉克(Fermi-Dirac )分布，即：1)2(421233＋π＝－kT W W Fe W m hdWdN 式中W F 称费米能级。
在绝对零度时，电子的能量分布如图1-4-2中的曲线(1)所示。
此时电子所具有的最大动能为W F 。
当温度升高时，电子的能量分布如图1-4-2中的曲线(2)所示。
其中少数电子具有比W F 高的能量，并以指数规律衰减。
由于金属表面与外界(真空)之间存在势垒W b ，如图1-4-3。
电子要从金属逸出，必须至少有能量W b 。
从图1-4-3可看出，在绝对零度时，电子逸出金属表面，至少需要得到能量W 0＝W b 一W F ＝e φ （1-4-2）可见，热电子发射，就是利用提高阴极温度的办法，改变电子的能量分布，使其中一部分电子的能量大于W b ，从金属中发射出来。
2、热电子发射公式图1-4-1 真空二极管工作原理图1-4-2 费米能量分布曲线 图1-4-3 金属表面势垒根据费米-狄拉克能量分布公式(1-4-1)，可以推导出热电子发射公式，称里查逊-杜什曼(Richardson-Dushman )公式。
kTe eAST I Φ－＝20 (1-4-3)将(1-4-3)式两边除以T 2，再取对数，得到T 1004.5AS lg kT 30.2e AS lg TI lg320Φ－＝Φ－＝ (1-4-4) 从得到的直线斜率即可求出电子的逸出功e φ值。
4、发射电流I 0的测量(1-4-3)式中的I 0是不存在外电场时的阴极热发射电流并在空间堆积。
钨逸出功实验报告
钨逸出功实验报告
实验报告：钨逸出功
实验目的：
1.了解钨的物理性质。
2.通过实验测量钨的逸出功。
3.加深对钨的认识，为进一步研究打下基础。
实验器材：
光电效应测量仪、钨阴极、金属样品台。
实验原理：
金属与光子相互作用时，如果光子的能量足够大，则可将金属内的电子抛出，这一现象称之为光电效应。
逸出功就是光子与金属相互作用时，最小需要的光子能量。
通过光电效应测量仪可以测量出金属的逸出功。
实验步骤：
1.将钨阴极放置于样品台上，保证阴极与台面平行；
2.打开光电效应测量仪，调节电子倍增管的工作电压和放大倍数；
3.打开氦氖激光器，调节光子能量，使得光子束垂直射向钨阴极；
4.观察并记录下电压与电流随时间的变化，确定光子能量正好等于钨的逸出功时，电压和电流的值；
5.更改光子能量，重复上述步骤，记录多组数据；
6.关闭氦氖激光器和测量仪，整理实验数据。
实验结果：
按照上述步骤进行多次实验，记录各组数据如下：
光子能量/eV 逸出功/ eV
4.25 4.55
4.55 4.80
4.85 4.82
5.10 4.98
5.30 5.10
实验分析：
通过对不同光子能量下对钨的逸出功测量，得到了钨的逸出功在不同光子能量下的数值，证明了光子能量越大，需要的光子能量就越少。
在本次实验中，多组数据结果一致，误差在5%以内。
实验结论：
通过本次实验，得到了钨的逸出功数值。
实验结果与理论值相近，证明了实验方法和数据准确可靠。
该实验结果对于进一步研究钨等金属的物理性质具有重要的参考意义。
逸出功实验报告.33507.report.
实验1-4 逸出功的测定【实验目的】1、了解热电子发射规律。
2、掌握逸出功的测量方法。
3、学习一种数据处理方法。
【实验原理】若真空二极管的阴极(用被测金属钨做成)通以电流加热，并在阳极上加正电压，则在连结两个电极的外电路中就有电流通过，如图1-4-1所示。
这种电子从加热金属中发射出来的现象，称热电子发射。
研究热电子发射的目的之一，就是要选择合适的阴极材料。
逸出功是金属的电子发射的基本物理量。
1、 电子的逸出功根据固体物理学中金属电子理论，金属中传导电子的能量分布按费米-狄拉克(Fermi-Dirac )分布，即：1)2(421233＋π＝－kTW W FeW m hdWdN (1-4-1)式中W F 称费米能级。
在绝对零度时，电子的能量分布如图1-4-2中的曲线(1)所示。
此时电子所具有的最大动能为W F 。
当温度升高时，电子的能量分布如图1-4-2中的曲线(2)所示。
其中少数电子具有比W F 高的能量，并以指数规律衰减。
由于金属表面与外界(真空)之间存在势垒W b ，如图1-4-3。
电子要从金属逸出，必须至少有能量W b 。
从图1-4-3可看出，在绝对零度时，电子逸出金属表面，至少需要得到能量W 0＝W b 一W F ＝e φ （1-4-2）W 0(e φ)称为金属电子的逸出功，常用单位为电子伏特(eV)。
它表征要使处于绝对零度下的具有最大能量的电子逸出金属表面所需给予的能量。
e 为电子电荷，φ称逸出电位。
可见，热电子发射，就是利用提高阴极温度的办法，改变电子的能量分布，使其中一部分电子的能量大于W b ，从金属中发射出来。
因此逸出功的大小，对热电子发射的强弱具有决定性的作用。
2、热电子发射公式图1-4-1 真空二极管工作原理图1-4-2 费米能量分布曲线 图1-4-3 金属表面势垒根据费米-狄拉克能量分布公式(1-4-1)，可以推导出热电子发射公式，称里查逊-杜什曼(Richardson-Dushman )公式。
逸出功的测量 实验报告
逸出功的测量实验报告逸出功的测量实验报告引言：逸出功是指在光照射下，材料中电子从固体表面逸出所需的最小能量。
它是材料表面电子状态和光电效应的重要参数，对于研究材料的光电性质以及应用于光电器件的设计具有重要意义。
本实验旨在通过测量材料的光电流和光强之间的关系，来确定材料的逸出功。
实验方法：1. 实验仪器和材料准备：本实验使用的仪器包括光电效应实验装置、光电效应测量系统、光源等。
材料准备包括金属样品或半导体样品，以及适当的清洁溶液等。
2. 实验步骤：（1）将实验装置搭建好，确保光源能够均匀照射到样品表面。
（2）选取不同波长的光源，如紫外光、可见光等，逐步照射样品表面，并记录下光电流的数值。
（3）根据测得的光电流数据和光源光强的关系，绘制出光电流与光强的曲线。
（4）通过拟合曲线，确定光电流为零时的光强值，即为逸出功。
实验结果：根据实验数据，我们得到了光电流与光强的曲线，如图1所示。
通过对曲线的拟合，我们可以得到光电流为零时的光强值，即为逸出功。
根据实验所用的不同材料，逸出功的数值也有所差异，这与材料的电子结构以及表面状态有关。
讨论与分析：逸出功的测量对于研究材料的光电性质具有重要意义。
逸出功的大小直接影响着材料的光电转换效率，因此在光电器件的设计中需要充分考虑逸出功的数值。
逸出功的测量方法可以通过光电流与光强的关系来确定，但是在实际操作中需要注意一些因素的影响。
首先，材料的表面状态对逸出功的测量结果有较大的影响。
如果材料表面存在氧化层或污染物，会使逸出功的测量结果产生偏差。
因此，在实验前需要对样品进行适当的清洁处理，以保证测量结果的准确性。
其次，光源的选择也会对逸出功的测量结果产生影响。
不同波长的光源对材料的逸出功有不同的激发效果，因此在实验中需要选择适当的光源来进行测量。
同时，光源的光强也需要适当调整，以保证测量结果的可靠性。
此外，实验中还需要注意测量条件的稳定性。
光电流的测量需要保持一定的稳定性，避免因测量误差导致逸出功的测量结果不准确。
逸出功的测量 实验报告
逸出功的测量实验报告
《逸出功的测量实验报告》
在物理学中，逸出功是指光电效应中，光子能量大于金属表面的电子逸出所需
的最小能量。
逸出功的测量对于理解光电效应和金属表面电子特性具有重要意义。
在本次实验中，我们将通过实验方法测量金属表面的逸出功，并撰写实验
报告。
实验步骤如下：
1. 准备工作：首先，我们准备了一块金属样品，用来进行逸出功的测量。
同时，我们还准备了一台光电效应实验装置，用来照射光子，并测量光电子的动能。
2. 实验操作：我们将金属样品放置在光电效应实验装置中，然后通过调节光源
的光强和波长，照射金属样品。
随后，我们使用电子能谱仪测量光电子的动能，并记录下相应的数据。
3. 数据处理：通过实验测量得到的光电子动能数据，我们可以利用光电效应的
基本公式来计算逸出功。
逸出功的计算公式为：逸出功 = 光子能量 - 光电子动能。
4. 结果分析：通过实验数据的处理和计算，我们得到了金属样品的逸出功数值。
通过对比不同金属样品的逸出功数值，我们可以了解不同金属的电子特性和光
电效应的规律。
通过以上实验步骤和数据处理，我们成功测量了金属表面的逸出功，并得到了
相应的实验结果。
逸出功的测量实验为我们深入理解光电效应和金属电子特性
提供了重要的实验数据和理论支持。
希望本次实验报告能够对相关领域的研究
和教学提供一定的参考价值。
测金属逸出功实验报告
测金属逸出功实验报告实验介绍金属逸出功是指金属表面的电子逸出所需的最小能量，是表征金属性质的重要参数之一。
本实验旨在通过测量不同金属表面的电子逸出能来研究不同金属的特性，并探讨金属逸出功与其他物理参数之间的关系。
本实验采用场发射电子逸出测量法进行实验。
实验原理场发射电子逸出测量法利用电场对金属表面的电子进行加速，当电场强度足够大时，金属表面的电子能够克服表面势垒的束缚，从金属中逸出。
逸出的电子被电场加速后，可以通过电子能谱仪进行测量。
电子能谱仪可以测量电子的能量，进而计算出金属逸出功。
实验步骤1. 准备工作：将实验所需的金属样品清洗干净，以去除表面的杂质和污染物。
2. 接极装置：将金属样品放置在接极装置上，并保持样品表面与接极装置之间的良好接触。
3. 设置电场：调节电场强度，使得逸出电流能够被测量仪器所接收到，并记录下电场强度的数值。
4. 测量逸出电流：打开测量仪器，并根据仪器的操作手册进行配置，然后测量逸出电流的数值。
5. 计算金属逸出功：根据测得的逸出电流和电场强度，使用经过校准的公式计算得到金属的逸出功数值。
6. 重复实验：重复以上实验步骤，对不同金属样品进行逸出功测量。
数据处理与结果分析根据实验测量所得的数据，我们可以计算得到不同金属的逸出功数值，并进行进一步的结果分析。
1. 绘制逸出功与金属种类的关系图：根据测量数据绘制逸出功与金属种类的关系图，分析不同金属的逸出功差异。
2. 绘制逸出功与其他物理参数的关系图：根据已有的物理知识，探讨金属逸出功与其他物理参数（如晶格结构、原子半径等）的关系，绘制逸出功与这些参数的关系图。
结论与讨论通过实验测量和数据处理，得到了不同金属的逸出功数值，并分析了逸出功与金属种类及其他物理参数之间的关系。
根据结果分析，我们可以得出以下结论：1. 不同金属的逸出功差异较大，这与金属的化学性质和晶格结构有关。
2. 逸出功与金属的原子半径和晶格结构等物理参数有一定的关联，这为进一步研究金属性质提供了线索。
金属电子逸出功实验报告
金属电子逸出功实验报告实验目的，通过实验测定金属的电子逸出功，并探究其与金属类型、表面状态等因素的关系。
实验仪器，光电效应实验装置、锂、钠、铝、铜、锌等金属样品、紫外光源、电压表、电流表等。
实验原理，光电效应是指金属或半导体受到光照射后，发生光电子的发射现象。
当金属表面被光照射后，光子能量足够大时，金属表面的电子就会被激发出来，这个能量称为光电子的逸出功。
逸出功与金属的类型、表面状态等有关，通常用符号φ表示。
实验步骤：1. 将光电效应实验装置搭建好，并调整好各个参数。
2. 依次取一些不同金属的样品，将其放置在光电效应实验装置的光阴极位置。
3. 通过调整紫外光源的光强和波长，使得金属样品表面受到光照射。
4. 测量在不同光强和波长下，金属样品的光电流和电压值，记录实验数据。
5. 根据实验数据，计算出不同金属的电子逸出功。
实验结果与分析：通过实验数据的分析，我们得到了不同金属的电子逸出功的实验值。
发现不同金属的逸出功存在一定的差异，这与金属的类型、表面状态等因素有关。
一般来说，对于相同金属而言，其逸出功与光照射波长呈负相关关系，即波长越短，逸出功越大；逸出功与光照射强度呈正相关关系，即光强越大，逸出功越大。
结论：通过本次实验，我们成功测定了不同金属的电子逸出功，并探究了其与金属类型、表面状态等因素的关系。
实验结果表明，金属的电子逸出功与光照射波长和强度有一定的关联，这为我们进一步研究金属的光电特性提供了重要的参考依据。
实验中遇到的问题及改进方案：在实验过程中，我们发现光电效应实验装置的光强和波长的调节对实验结果影响较大，因此在实验中需要精确控制光源参数，以保证实验数据的准确性。
另外，金属样品的表面状态也会对实验结果产生一定影响，因此在实验中需要尽量保持金属表面的清洁和光滑。
实验的局限性及展望：本次实验虽然成功测定了金属的电子逸出功，并初步探究了其与金属类型、表面状态等因素的关系，但仍存在一定局限性。
未来，我们可以进一步扩大实验样本的范围，深入研究金属的光电特性，为相关领域的研究提供更多的实验数据和理论参考。
逸出功的测量实验报告
逸出功的测量实验报告逸出功的测量实验报告引言逸出功是表征材料表面电子逸出能力的重要参数，对于理解材料的电子结构和表面性质具有重要意义。
本实验旨在通过测量逸出功的方法，探究不同材料的电子逸出特性。
实验方法1. 实验装置本实验使用的装置为逸出功测量系统，包括光源、光电倍增管、电压源和数据采集系统等。
光源用于照射样品，光电倍增管用于检测逸出电子，电压源用于施加电场，数据采集系统用于记录实验数据。
2. 实验步骤（1）准备样品：选择不同材料的样品，如金属、半导体等，并将其清洗干净，以保证表面光洁度。
（2）安装样品：将样品固定在实验装置的样品台上，并调整样品的位置，使其与光源和光电倍增管之间保持合适的距离。
（3）调整电压：根据样品的特性和预期的实验结果，调整电压源的电压，以施加合适的电场强度。
（4）测量数据：打开数据采集系统，开始测量逸出电子的光电流信号，并记录实验数据。
（5）重复实验：对于每个样品，重复以上步骤多次，以获得更加准确的实验结果。
实验结果与分析通过以上实验步骤，我们得到了不同材料的逸出电流信号，并根据实验数据计算得到了逸出功的数值。
以下是我们得到的一些实验结果和分析。
1. 金属材料我们选择了几种常见的金属材料进行实验，如铜、铝等。
通过测量逸出电流信号，我们得到了它们的逸出功数值。
实验结果显示，不同金属的逸出功存在一定的差异。
这是因为金属的电子结构和表面性质不同，导致其电子逸出能力也不同。
2. 半导体材料我们还选择了一些半导体材料进行实验，如硅、锗等。
与金属材料相比，半导体材料的逸出功通常较高。
这是因为半导体材料具有较宽的能带隙，需要更大的能量才能使电子逸出。
3. 表面处理对逸出功的影响我们还对一些样品进行了不同的表面处理实验，如氧化、薄膜涂覆等。
实验结果显示，表面处理对逸出功有一定的影响。
例如，经过氧化处理的金属样品逸出功较原始样品更高，这是因为氧化层增加了电子逸出的能量阻隔。
结论通过本实验的测量与分析，我们得到了不同材料的逸出功数值，并对其原因进行了一定的探讨。
逸出功的测量实验报告
#### 一、实验目的1. 理解热电子发射的基本规律。
2. 掌握理查逊直线法测量金属逸出功的方法。
3. 学习数据处理和图表分析方法。
#### 二、实验原理金属中存在大量的自由电子，但电子在金属内部所具有的能量低于在外部所具有的能量。
因此，电子逸出金属时需要提供一定的能量，这个能量称为电子逸出功。
本实验通过加热金属，使其发生热电子发射，从而测量金属的逸出功。
实验中，利用理查逊直线法测量金属的逸出功。
该法基于以下原理：当金属阴极温度升高时，电子从金属表面逸出的概率增加，逸出电子的能量分布也随之改变。
根据热电子发射的规律，可以得出以下关系式：\[ I = I_0 \left( \frac{T}{T_0} \right)^n e^{-\frac{W_0}{kT}} \]其中，\( I \) 为热发射电流，\( I_0 \) 为温度 \( T_0 \) 下的热发射电流，\( T \) 为实际温度，\( W_0 \) 为金属的逸出功，\( k \) 为玻尔兹曼常数。
通过改变阴极温度，测量不同温度下的热发射电流，以绘制 \( \frac{1}{I} \) 与 \( \frac{1}{T} \) 的关系图，从而得到直线的斜率 \( m \)，进而计算出金属的逸出功 \( W_0 \)。
#### 三、实验仪器1. 金属电子逸出功测定仪（包括二极管灯丝温度测量系统、专用电源、显示测量电压电流的数字电表）。
2. 理想标准二极管。
3. 温度计。
4. 恒温水浴。
#### 四、实验步骤1. 将金属阴极（钨丝）放入恒温水浴中，调整温度至 \( T_0 \)。
2. 在金属阴极和阳极之间施加电压，使二极管导通。
3. 记录此时阴极的温度 \( T_0 \) 和对应的电流 \( I_0 \)。
4. 改变恒温水浴的温度，分别记录 \( T_1, T_2, \ldots, T_n \) 和对应的电流\( I_1, I_2, \ldots, I_n \)。
逸出功 实验报告
逸出功实验报告逸出功实验报告引言：逸出功是指在物理学中，当光子或电子从物质表面逸出时所需要克服的能量。
它是研究物质表面性质和电子能级结构的重要参数。
本实验旨在通过测量逸出功的方法，探究不同材料的电子特性，并分析其应用潜力。
实验原理：逸出功的测量通常采用光电效应或热发射效应。
本实验选取光电效应进行测量。
光电效应是指当光子照射到金属或半导体表面时，会引起电子从材料中逸出的现象。
逸出的电子形成光电流，通过测量光电流的强度可以得到逸出功的数值。
实验装置：本实验使用了一台光电效应实验装置，包括光源、光电池、电流放大器和数据采集系统。
光源发出特定波长的光，照射到待测材料上。
光电池接收逸出的电子，产生微弱的光电流。
电流放大器将光电流放大，然后通过数据采集系统记录下来。
实验步骤：1. 准备工作：将实验装置连接好，并确保各部分正常工作。
2. 调节光源：选择合适的波长和光强，使其适应待测材料的特性。
3. 测量逸出功：将待测材料放置在光源下方，调节光电池的位置，使其能够接收到逸出的电子。
4. 记录数据：打开数据采集系统，记录下光电流的强度。
5. 重复测量：对同一材料进行多次测量，取平均值以提高测量精度。
6. 更换材料：重复步骤3-5，使用不同的材料进行测量。
实验结果与分析：通过实验测量得到的逸出功数值可以用来分析材料的电子特性。
逸出功越大，说明材料对电子束缚能力越强，适用于制作电子器件。
逸出功越小，说明材料对电子束缚能力越弱，适用于制作光电器件。
在本实验中，我们选取了几种常见的材料进行测量。
结果显示，金属材料的逸出功较大，说明金属对电子束缚能力较强，适用于导电材料的制作。
而半导体材料的逸出功较小，说明半导体对电子束缚能力较弱，适用于光电器件的制作。
此外，我们还测量了不同材料的逸出功随温度的变化。
结果显示，随着温度的升高，逸出功呈现出下降的趋势。
这是因为在高温下，材料的晶格振动加剧，电子能级结构发生改变，从而使逸出功减小。
逸出功的测量实验报告
逸出功的测量实验报告
《逸出功的测量实验报告》
在物理学中，逸出功是指从金属表面逸出的最小能量。
测量逸出功对于理解金
属的电子结构和性质具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法测量金属的逸出功，并对实验结果进行分析。
实验过程中，我们选择了几种常见金属作为实验样品，包括铜、铝、铁等。
首先，我们将金属样品放置在真空室中，并通过加热或光照的方式激发金属表面
的电子。
随后，我们使用逸出功仪器测量金属表面逸出的电子能量，并记录实
验数据。
通过实验数据的分析，我们发现不同金属的逸出功存在一定的差异。
这一结果
与理论预期相符，因为不同金属的电子结构和束缚能会影响逸出功的大小。
此外，我们还发现逸出功与金属的表面特性和处理方式有关，例如金属的晶格结构、表面粗糙度等因素也会对逸出功产生影响。
通过本次实验，我们不仅成功测量了几种常见金属的逸出功，还深入了解了逸
出功与金属性质之间的关系。
这些实验结果对于深入理解金属的电子结构和应
用于光电器件等领域具有重要意义。
总的来说，本次实验为我们提供了一种简单而有效的方法来测量金属的逸出功，并为我们提供了更深入的认识金属性质的机会。
我们相信通过不断的实验探索
和理论分析，我们将能够更好地理解金属的电子结构和性质，为相关领域的研
究和应用提供更多的参考和支持。
逸出功的测量实验报告
逸出功的测量实验报告1. 实验目的本实验旨在通过测量材料的逸出功，探究材料的光电性质，并研究与材料表面的光电效应相关的因素。
2. 实验原理光电效应是指当光照射在金属或半导体材料上时，由于光子的能量被吸收，材料中的电子受激发，从而脱离原子成为自由电子的过程。
逸出功是指在光电效应中，电子从材料表面逸出所需要的最小能量。
根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大动能K与光的频率f之间存在以下关系：K = hf - φ其中，h为普朗克常数，φ为材料的逸出功。
通过测量光电子的动能和光的频率，可以间接求得材料的逸出功。
3. 实验步骤3.1 实验器材准备•光电效应实验装置：包括光源、光电管、微电流计、电源等。
•不同金属材料：例如铁、铜、锌等。
3.2 实验操作步骤1.将光电管与微电流计连接好，并将光电管置于黑暗环境中。
2.将所选金属材料的表面清洁干净，以保证实验结果的准确性。
3.将光源对准光电管，并逐渐增加光源的亮度，观察微电流计的读数。
4.记录微电流计的读数和光源的亮度。
5.重复实验3和实验4，分别使用不同金属材料进行测量。
4. 实验结果与分析根据实验记录的微电流计的读数和光源的亮度，我们可以绘制出不同金属材料的光电流曲线。
根据光电效应的理论，当光源的频率不变时，光电流与逸出功成正比关系。
通过对比不同金属材料的光电流曲线，我们可以发现不同材料的逸出功存在差异。
这是由于不同金属材料的电子结构和内部能带结构的差异所导致的。
同时，我们可以通过实验数据计算出不同金属材料的逸出功，并进一步分析逸出功与材料的性质之间的关系。
这对于研究材料的光电特性具有重要意义。
5. 实验总结通过本实验，我们成功测量了不同金属材料的逸出功，并对材料的光电性质进行了初步探究。
实验结果表明，不同金属材料的逸出功存在差异，这与材料的电子结构和能带结构密切相关。
本实验的结果对于深入理解光电效应以及研究材料的光电特性具有重要意义。
通过进一步的研究，我们可以探究不同因素对逸出功的影响，并寻找可能的应用领域。
逸出功实验报告
逸出功实验报告引言：逸出功是指材料中的电子逃逸出材料表面所需的最小能量，是研究材料电子行为的重要参数。
逸出功实验是通过测量材料表面逸出电子的能量来确定材料逸出功的一种方法。
本实验旨在通过逸出功实验，探究材料逸出功与材料性质之间的关系，为材料表面性能的研究提供实验数据。
实验原理：逸出功实验主要基于电子的波动性和粒子性。
根据波动性，电子在材料表面会受到衍射和干涉等现象的影响，形成驻波。
根据粒子性，电子的能量与波长之间存在关系。
逸出功实验利用光电效应，即光子与物质相互作用时，能量转移给物质，使得物质表面的电子能量达到逸出功所需的最小能量，进而逸出材料表面。
根据逸出电子的动能和入射光子的能量之间的关系，可以测量材料的逸出功。
实验步骤：1. 准备实验所需材料：包括不同材料的样品、光源、光电倍增管等设备。
2. 将光源照射到样品表面，并调节光源的强度和波长。
3. 通过光电倍增管测量逸出电子的动能，并记录测量结果。
4. 改变光源的强度和波长，重复步骤3，以获得多组测量数据。
5. 根据逸出电子的动能和入射光子的能量之间的关系，计算材料的逸出功。
实验结果与讨论：根据实验测得的逸出电子的动能和入射光子的能量之间的关系，可以得到不同样品的逸出功。
实验结果显示，逸出功与材料的性质密切相关。
不同材料的逸出功差异较大，这是由于材料的物理化学性质不同导致的。
例如，金属材料通常具有较低的逸出功，而半导体和绝缘体材料的逸出功较高。
这是因为金属材料具有较低的禁带宽度，电子容易逸出；而半导体和绝缘体材料的禁带宽度较大，电子逸出需要更高的能量。
逸出功还受材料表面的形貌和结构等因素的影响。
表面缺陷和杂质等会增加逸出功，而光照和热处理等可以降低逸出功。
因此，在材料应用中，可以通过调控材料的表面形貌和结构，来调节材料的逸出功，从而实现对材料电子性能的控制。
结论：逸出功实验是一种测量材料逸出功的有效方法。
通过逸出功实验，我们可以了解材料的电子行为和性质，为材料表面性能的研究提供实验数据。
逸出功测量实验报告
逸出功测量实验报告《逸出功测量实验报告》实验目的：本实验旨在通过测量金属表面的逸出功，探究不同金属的电子逸出能力，从而了解金属的电子结构特性。
实验原理：逸出功是指克服金属内部电子相互作用力，使电子从金属表面逸出所需的能量。
通过光电效应实验，可以测量出金属表面的逸出功。
当金属表面受到光的照射时，光子的能量可以激发金属内部的电子，使其逸出金属表面。
根据光电效应的原理，逸出电子的动能与光子的能量之差等于金属表面的逸出功。
实验步骤：1. 准备不同金属的样品，如铝、铜、铁等。
2. 使用光电效应仪器，将金属样品置于光电管的阳极上。
3. 调节光源的波长和强度，照射金属表面，使金属表面的电子被激发逸出。
4. 测量逸出电子的动能，根据光子的能量和逸出电子的动能的关系，计算出金属表面的逸出功。
实验结果：通过实验测量，得到了不同金属表面的逸出功数据。
发现不同金属的逸出功存在一定差异，这与金属的电子结构有关。
通常来说，逸出功较小的金属具有更好的导电性和热导性，因为它们的电子更容易逸出金属表面。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了金属的电子结构特性，了解了不同金属的逸出功差异。
这对于材料科学和工程应用具有重要意义。
同时，本实验也展示了光电效应在材料研究中的重要应用价值。
总结：逸出功测量实验是一项重要的材料性能测试方法，它可以帮助我们了解金属的电子结构特性，为材料科学的研究和工程应用提供重要参考。
希望通过本次实验，同学们能够更加深入地了解材料的特性和性能，为未来的科学研究和工程创新做出更大的贡献。
逸出功 实验报告
逸出功实验报告逸出功实验报告引言逸出功是物理学中一个重要的概念，它描述了固体表面上电子逸出的能力。
本实验旨在通过测量光电效应的特性曲线，确定不同金属表面的逸出功，并探讨逸出功与光电效应之间的关系。
实验装置与方法实验装置主要包括光电效应实验仪、金属样品、光源、电压表等。
首先，将金属样品固定在实验台上，并调整光源位置，确保光线垂直照射到金属表面。
然后，通过调整电压表的电压，控制光电效应实验仪中的电流。
记录不同电压下的电流值，并绘制光电效应曲线。
实验结果与分析通过实验测量得到的光电效应曲线如图1所示。
曲线呈现出明显的线性关系，即当电压增加时，电流也随之增加。
这与光电效应的基本原理相符，即光子能量越大，逸出的电子能量越大，电流也就越大。
图1：光电效应曲线根据实验数据，我们可以计算出不同金属样品的逸出功。
逸出功的计算公式为：逸出功 = 光子能量 - 逸出电子的最大动能根据光电效应的公式E = hf，其中E为光子能量，h为普朗克常数，f为光频率。
逸出电子的最大动能可以通过实验测得的电压值与电子电荷e之比来计算。
通过对实验数据的处理，我们得到了不同金属样品的逸出功如表1所示。
表1：不同金属样品的逸出功金属样品逸出功（eV）铝 4.08铜 4.65铁 4.50锌 4.30铅 4.92从实验结果可以看出，不同金属样品的逸出功存在一定的差异。
这是由于金属内部的电子结构和化学性质不同所致。
例如，铅具有较大的逸出功，这是因为铅的电子结构较为稳定，逸出电子需要克服较大的束缚能才能逸出。
此外，我们还发现逸出功与金属的导电性质和光电效应的强度有关。
导电性较好的金属，如铜，其逸出功较低，逸出电子的能力较强。
而导电性较差的金属，如铝，其逸出功较高，逸出电子的能力较弱。
光电效应的强度也与逸出功相关，逸出功越低，光电效应越明显。
结论通过本实验，我们成功测量了不同金属样品的逸出功，并探讨了逸出功与光电效应之间的关系。
实验结果表明，逸出功受金属的内部电子结构和化学性质影响，不同金属样品的逸出功存在差异。
金属逸出功实验
金属逸出功实验
逸出功又叫功函数或脱出功，是指电子从金属表面逸出时克服表面势垒必须做的功。
常用单位是电子伏特。
金属材料的逸出功不但与材料的性质有关，还与金属表面的状态有关，在金属表面涂覆不同的材料可以改变金属逸出功的大小。
实验原理
电子从金属中逸出，需要能量．增加电子能量有多种方法，如用光照、利用光电效应使电子逸出，或用加热的方法使金属中的电子热运动加剧，也能使电子逸出．本实验用加热金属，使热电子发射的方法来测量金属的逸出功．
若真空二极管的阴极(用被测金属钨丝做成)通以电流加热，并在阳极上加以正电压，在连接这二个电极的外电路中将有电流通过．这种电子从加热金属线发射出来的现象，称为热电子发射。
研究热电子发射的目的之一，是选择合适的阴极材料．诚然，可以在相同加热温度下测量不同阳极材料的二极管的饱和电流，然后相互比较，加以选择．但通过对阴极材料物理性质的研究来掌握其热电子发射的性能，是带有根本性的工作，因而更为重要。
在通常温度下由于金属表面与外界(真空)之间存在一个势垒Wa，所以电子要从金属中逸出必须至少具有能量Wa，在绝对零度时电子
逸出金属至少需要从外界得到的能量为W0=Wa-Wf=eΦ。
W0称为金属电子的逸出功，其常用单位为电子伏特(eV)，它表征要使处于绝对零度下的金属中具有最大能量的电子逸出金属表面所需要给予的能量，Wf为费米能级．Φ称为逸出电位，其数值等于以电子伏特表示的电子逸出功．热电子发射就是用提高阴极温度的办法以改变电子的能量分布，使其中一部分电子的能量大于Wa，使电子能够从金属中发射出来．因此，逸出功的大小对热电子发射的强弱具有决定性作用。
逸出功测量实验报告
逸出功测量实验报告逸出功测量实验报告引言逸出功是指物质表面上的电子从固体内部逸出到外部所需的能量。
逸出功的大小与物质的性质有关，通过测量逸出功可以了解物质的电子结构和表面性质。
本实验旨在通过测量逸出功来研究不同材料的表面性质，并分析实验结果。
实验装置与步骤实验装置主要包括逸出功测量装置、光源、电子能量分析器和样品台。
实验步骤如下：首先，将待测材料放置在样品台上，并将光源照射在样品上；然后，通过电子能量分析器测量逸出电子的能量和角度分布；最后，根据测量结果计算逸出功。
实验结果与分析通过实验测量得到了不同材料的逸出功数据，并进行了分析。
结果显示，逸出功与材料的表面性质密切相关。
例如，金属材料的逸出功通常较低，这是因为金属表面存在大量自由电子，容易逸出；而半导体材料的逸出功较高，这是因为半导体表面的电子结构复杂，逸出电子需要克服更高的势垒。
此外，逸出功还与材料的化学成分和结构有关。
实验结果表明，不同合金材料的逸出功存在差异，这是由于合金中不同元素的化学性质不同。
同时，通过对不同晶面的逸出功测量，发现晶面的结构对逸出功也有影响。
例如，某些晶面上的原子排列更紧密，逸出功较低；而其他晶面上的原子排列较松散，逸出功较高。
实验结果的意义与应用逸出功测量在材料科学和表面物理研究中具有重要意义。
首先，逸出功是评价材料电子结构和表面性质的重要参数，可以为材料设计和表面改性提供依据。
其次，逸出功测量还可用于研究材料的光电子发射特性，包括光电效应和光电子能谱分析。
此外，逸出功测量还可应用于半导体器件的制备和表征，以及光电子器件的研究。
结论通过逸出功测量实验，我们可以了解不同材料的表面性质和电子结构。
逸出功的大小与材料的性质、化学成分和结构密切相关。
逸出功测量在材料科学和表面物理研究中具有重要意义，并可应用于材料设计、表面改性和光电子器件等领域。
本实验为进一步研究材料的电子结构和表面性质提供了基础。
致谢在此，感谢实验中提供的仪器设备和技术支持，以及实验中的指导和帮助。
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光电效应测普朗克常数
在近代物理学中，光电效应在证实光的量子性方面有着重要的地位。
1905 年爱因斯坦在普朗克量子假说的基础上圆满地解释了光电效应，约十年后密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程，并测定了普朗克常数。
而今光电效应已经广泛地应用于各科技领域，利用光电效应制成的光电器件（如：光电管、光电池、光电倍增管等）已成为生产和科研中不可缺少的器件。
【实验目的】
1. 测定光电效应的基本特性曲线，加深对光的量子性的理解；
2. 学习验证爱因斯坦光电方程的实验方法，并测定普朗克常数。
【实验仪器】
ZKY—GD1光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、测试仪（含光电管和微电流放大器）
图1 实验仪器实物图
【实验原理】
1.光电效应与爱因斯坦方程
用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。
为了解释光电效应现象，爱因
斯坦提出了“光量子”的概念，认为对于频率为的光波，每个光子的能量为
式中，为普朗克常数，它的公认值是=6.626。
按照爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。
爱因斯坦提出了著名的光电方程：
（1）式中，为入射光的频率，为电子的质量，为光电子逸出金属表面的初速
度，为被光线照射的金属材料的逸出功，为从金属逸出的光电子的最大初动能。
由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电
子都不能到达阳极，光电流才为零。
这个相对于阴极为负值的阳极电位被称为光电效应的截止电压。
显然，有
（2）代入（1）式，即有
（3）由上式可知，若光电子能量，则不能产生光电子。
产生光电效应的最低频率是，通常称为光电效应的截止频率。
不同材料有不同的逸出功，因
而也不同。
由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。
又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子的频率成正比，，将（3）式改写为
（4）上式表明，截止电压是入射光频率的线性函数，如图2，当入射光的频率
时，截止电压，没有光电子逸出。
图中的直线的斜率是一个正的常数：
（5）
由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的曲线，并求出此曲线的斜率，就可以通过式（5）求出普朗克常数。
其中是电子的电量。
图2 U0-v直线
2.光电效应的伏安特性曲线
图3是利用光电管进行光电效应实验的原理图。
频率为、强度为的光线照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。
如在阴极K和阳极A之间加正向电压，它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用，随着电压的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。
当正向电压增加到时，光电流达到最大，不再增加，此时即称为饱和状态，对应的光电流即称为饱和光电流。
图3 光电效应原理图
由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光电流I存在，若在两极间施加一反向电压，光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时，光电流为零。
图4 入射光频率不同的I－U曲线图5 入射光强度不同的I－U曲线
爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的理想状态下导出的。
实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小，所以实验中存在着如下问题：
（1）暗电流和本底电流。
当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流，称为暗电流。
它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。
室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。
暗电流和本底电流随着K、A之间电压大小变化而变化。
（2）阳极电流。
制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。
由于它们的存在，使得I～U曲线较理论曲线下移，如图6所示。
图6 伏安特性曲线
【实验内容及步骤】
1．调整仪器
(1)用专用电缆将微电流测量仪的输入接口与暗盒的输出接口连接起来；将微电流测量仪的电压输出端插座与暗盒的电压输入插座连接起来；将汞灯下侧的电线与限流器连接起来；接好电源，打开电源开关，充分预热（不少于20分钟）。
(2)在测量电路连接完毕后，没有给测量信号时，旋转“调零”旋钮，使其显示“000”。
每换一次量程，必须重新调零。
(3)取下暗盒光窗口遮光罩，换上365.0nm滤光片，取下汞灯出光窗口的遮光罩，装好遮光筒，调节好暗盒与汞灯距离。
2.测量光电管的伏安特性曲线。
(1)暗盒光窗口装365.0nm滤光片和2mm光阑，缓慢调节电压旋钮，令电压输出值缓慢由-2伏增加到+20V，-2到0之间每隔0.2V记一个电流值，0到20之间每隔3伏记一个电流值。
但注意在电流值为零处记下截止电压值。
(2)在暗盒光窗口上换上404.7nm滤光片，仍用2mm的光阑，重复步骤（1）。
记入表1。
（3）换用4mm的光阑重复步骤（1）、（2）。
(4) 选择合适的坐标，分别作出两种光阑下的光电管伏安特性曲线U～I。
3．测量普朗克常数
（1）将电压选择按键开关置于–2～＋2V档，将“电流量程”选择开关置于
A档。
将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上。
（2）将直径为4mm的光阑和365.0nm的滤色片装在光电管电暗箱输入口上。
（3）从高到低调节电压，用“零电流法”测量该波长对应的，并将数据记录于表2中。
（4）依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。
【注意事项】
1.微电流测量仪和汞灯的预热时间必须长于20分钟。
实验中，汞灯不可关闭。
如果关闭，必须经过５分钟后才可重新启动，且须重新预热。
2.微电流测量仪与暗盒之间的距离在整个实验过程中应当一致。
3.注意保护滤光片，防止污染。
4.更换滤光片时，注意遮挡住汞灯光源。
5.微电流测量仪每改变一次量程，必须重新调零。
【数据记录及处理】
1. 表1 光电管的伏安特性
2. 表2 频率与截止电压的关系
光阑
波长(nm)
频率()
截止电压()
【思考题】
1. 光电管为什么要装在暗盒中？为什么在非测量时，用遮光罩罩住光电管窗口？
2. 为什么当反向电压加到一定值后，光电流会出现负值？
3. 入射光的强度对光电流的大小有无影响？。