电子逸出功(中国石油大学实验数据)
电子逸出功(中国石油大学实验数据)
数据处理：计算对数值lg I a 数据表根据上表数据得到)(lg a a U SqrtI 关系曲线图，如图（1）：阴极电流记录表图（1）：lg （Ia ）-sqrt （Ua ）曲线图图像分析：由图表可看出，当温度一定时，a I lg 与a U 成线性关系，且从图中可读出曲线的截距，即为0lg I以灯丝电流f I =0.6A 为例，此时有表可查的灯丝温度T=1880K ，由于此时可从图（1）读得0lg I = - 4.4946，故可求得0I = 3.20184*10-5 ，进而可计算的20lgTI = -11.043 ， T1=0.000532。
进而绘制得20lgT I -T1数据记录表： 20lg T I -T1数据记录表图（2） 20lgT I -T1关系曲线 图像分析： 由图可读得直线斜率.K= - 22062，故Φ=-22062/-5040=4.38V ，所以钨的电子逸出功eV e 38.4=Φ，与公认值eV e 54.4=Φ相比较可知，再实验误差范围允许之内，实验是成功的。
相对误差： 相对误差B=(4.54-4.38)/4.54=3.5%分析原因：由于实验仪器的精确度有限还有就是加上人为因素，读数偏差（主要是因为显示器读数不稳定，还有可能因为读数过快，导致未达到稳定就读取了示数）综合导致实验误差的产生。
电子核质比的测量：Is-Ia 记录表根据上表数做出a c I U 2与的图像如下:图（3）a c I U 2与的曲线关系图图形分析：我们由图像可以看出a c I U 2与的曲线关系图为线性变化一次函数，且图像斜率大于零。
由图像得知K=160.89.计算=0.01295079 进而得出核质比:11 2 3 2 2 2 ' 10 045 . 5 )10 9 . 3 ( 8 01295079 . 0. 160.89 8 ⨯ = ⨯ ⨯ = ⨯ = - a K K m e 22 22 7 '04. 0 021 . 0 021 . 0 04. 0 028 . 0 028 . 0 ln ) 021 . 0 028 . 0 ( 2 984 10 4 + + + + ⨯ - ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = - π K思考与讨论：1．为了提高测量精度，实验中应该注意什么？答：实验前一定注意要先预热一段时间，保证灯丝温度达到实验要求，记录数据时要尽可能等到显示器示数稳定后再读取，减小造成人为失误，保证实验数据准确记录，另外，有效数字的保留也很重要，一定要实事求是读取实验数据。
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。
金属电子逸出功的测定
金属电子逸出功的测定
05112 杨昊庆10.23
一、实验数据的记录与处理
4.计算
逸出电压U=K/(-5.04E03)=-22639/(-5.04E03) V=4.492V
逸出功eU=4.429 eV
理论值eU’=4.54 eV
相对误差E=2.5%
二、实验的反思感悟与总结
1.造成误差可能的原因：
①改变电流值的时候，灯丝可能没有达到预定温度；
②Ia的调节不太好调，导致Ua不稳就读数；
③开始时预热不充分；
④可能是阳极电压偏低或灯丝电压必读数偏高，导致测量值小于理论值。
2.里查逊直线的优点：
不用知道B和S的数值，就可以求出逸出功，这种思想应该牢牢掌握。
3.excel处理实验数据的优越性：
计算机处理数据要方便的多，在这个实验上有深刻的体现，excel能自动画图并精准的算出线性回归方程，省时又省力。
4.感悟
这个实验的操作很简单，在excel的帮助下数据处理也很简单，而且没有不确定度的计算，可以说是本学期最简单的实验之一。
但是有两点让我感触很深。
一是里查逊直线的思想，二是君子生非异也，善假于物，一定要好好掌握计算机技术的应用。
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。
金属电子逸出功的测定
金属电子逸出功的测定实验原理实验仪器实验要求实验内容金属电子逸出功的测定V从电子热发射理论可知道，当处于真空中的金属材料被加热到足够高的的温度时，金属中的电子会从金属中逃逸出来，这种现象称为热电子发射。
由于不同的金属材料其电子的逸出功是不同的，因此热电子的发射情况也不一样。
本实验本实验以金属钨为例，测量其热电子的逸出功。
虽然该实验具有其特定性，但由于采用了里查逊直线法，因而避开了一些难以测量的量，而只需测出一些基本量即可较容易得到金属钨的电子逸出功。
该方法具有其普适性，在实验中应对其内含的物理机制予以掌握。
实验原理V金属电逸出功（或逸出电位）的测定实验，综合性地应用了直线测定法、外延测量法和补偿测量法等基本实验方法。
在数据处理方面有比较好的技巧性训练。
因此，这是一个比较有意义的实验。
V根据固体物理学中金属电子理论，金属中的传导电子能量的分布是按费密－狄喇克能量分布的。
即式中EF 成为费密能级12/331exp)2(4)(−⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎟⎠⎞⎜⎝⎛−==kTEEmhdEdNEf Fπ实验原理V在绝对零度（T=0）时，电子的能量分布如图所示。
在绝对零度时电子要从金属逸出，至少需要从外界得到能量。
电子逸出功实验原理V根据里查逊-热西曼公式⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=kTeexpASTI2κ式中，I为热电子发射的电流强度，单位为A;A为何阴极表面化学纯度有关的系数，单位为A·m·KS为阴极的有效发射面积，单位为T 为发射热电子的阴极的绝对温度，单位为K；k为玻尔兹曼常数，K/J1038.1k23−×=2m原则上我们只要测定I,A,S和T，就可以根据公式计算出阴极材料的逸出功实验原理V但是，困难在于A和S这两个量是难以直接测定的。
所以在实验测量中，常用下属的里查逊直线法。
以设法避开A和S这两个量的测量。
1、里查逊直线法TASkTeAST11004.5lg30.2lg1lg3 2ϕϕ×−=−=从公式上可看出，和成线性关系。
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。
电子逸出功实验报告
【数据处理】表1测定钨的逸出功√Ua If/A 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.724 Ia/A 3.20E-05 5.20E-05 8.50E-05 1.35E-04 2.10E-04 3.19E-04 4.78E-04 lgIa -4.49485 -4.284 -4.07058 -3.86967 -3.67778 -3.49621 -3.320575 Ia/A 3.30E-05 5.40E-05 8.70E-05 1.38E-04 2.16E-04 3.29E-04 4.95E-04 lgIa -4.48149 -4.26761 -4.06048 -3.86012 -3.66555 -3.4828 -3.305396 Ia/A 3.40E-05 5.60E-05 9.00E-05 1.42E-04 2.22E-04 3.39E-04 5.05E-04 lgIa -4.46852 -4.25181 -4.04576 -3.84771 -3.65365 -3.4698 -3.296717 Ia/A 3.50E-05 5.70E-05 9.10E-05 1.45E-04 2.26E-04 3.45E-04 5.14E-04 lgIa -4.45593 -4.24413 -4.04096 -3.83863 -3.64589 -3.46218 -3.289048 Ia/A 3.50E-05 5.80E-05 9.30E-05 1.47E-04 2.30E-04 3.51E-04 5.23E-04 lgIa -4.45593 -4.23657 -4.03152 -3.83268 -3.63827 -3.45469 -3.28159 Ia/A 3.60E-05 5.90E-05 9.50E-05 1.50E-04 2.34E-04 3.57E-04 5.32E-04 lgIa -4.4437 -4.22915 -4.02228 -3.82391 -3.63078 -3.44733 -3.2740910 Ia/A 3.70E-05 6.00E-05 9.60E-05 1.52E-04 2.38E-04 3.63E-04 5.40E-04 lgIa -4.4318 -4.22185 -4.01773 -3.81816 -3.62342 -3.44009 -3.2676111Ia/A 3.70E-05 6.10E-05 9.80E-05 1.55E-04 2.41E-04 3.71E-04 5.48E-04 lgIa -4.4318 -4.21467 -4.00877 -3.80967 -3.61798 -3.43063 -3.26122由图可知：0.60V时logI0=-4.474; 0.62V时logI0=-4.262; 0.64V时logI0=-4.055; 0.66V时logI0=- 3.855;0.68V时logI0=- 3.660; 0.70V时logI0=-- 3.479; 0.72V时logI0=- 3.307;If/A 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.72 logIo -4.474 -4.262 -4.055 -3.855 -3.66 -3.479 -3.307 Io 3.36E-05 5.47E-05 8.81E-05 0.00014 0.000219 0.000332 0.000493 T 1880 1914 1945 1978 2010 2040 2074 log(Io/T^2) -11.0223 -10.8259 -10.6328 -10.4475 -10.2664 -10.0983 -9.94062 1/T 0.000532 0.000522 0.000514 0.000506 0.000498 0.00049 0.000482根据表中数据作图如上：直线斜率：m=-21987逸出电势：Φ==4.36 eV逸出功：eV=4.36 eV与逸出功公认值4.54eV比较，误差E r=3.96%表3 阳极电压Ua与Ic关系表Ua/v 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00Ic/A 0.110 0.136 0.156 0.175 0.193 0.211Ic20.012100 0.018496 0.024336 0.030625 0.037249 0.044521斜率：K=155.6；阳极内半径a=3.9*10-3;线圈长度：l=1.47*10-2;;线圈数：N=990匝；线圈内半径：r1=0.021m;线圈外半径：r2=0.028m;真空磁导率：4μ荷质比e/m=1.7588*1011（c/Kg）K’=0.0197;K=*K’;K=155.6;所以e/m=2.108*1011；【思考与讨论】3．答：理查逊的直线法在于将原先很复杂的公式简单化，而且变成线性化。
电子逸出功的测定实验报告
电子逸出功的测定实验报告
《电子逸出功的测定实验报告》
实验目的：通过测定金属表面的逸出功，探究电子逸出的规律并验证光电效应
理论。
实验仪器：光电效应实验装置、光电管、数字示波器、光源、金属样品
实验原理：光电效应是指金属表面受到光照射后，电子从金属表面逸出的现象。
逸出功是指光照射金属表面，使得电子逸出所需的最小能量。
根据光电效应理论，逸出功与光的频率成正比，与光的强度无关。
实验步骤：
1. 将金属样品放置在光电管的阳极上，并连接光电管和数字示波器。
2. 调节光源的频率和强度，使得光照射到金属样品上。
3. 观察数字示波器上的波形变化，记录光照射金属样品后的电压值。
4. 根据实验数据，计算出金属样品的逸出功。
实验结果：通过实验测定，得到金属样品的逸出功为X电子伏特。
实验结论：实验结果验证了光电效应理论，即逸出功与光的频率成正比。
通过
测定金属样品的逸出功，可以进一步了解光电效应的规律，并为相关理论研究
提供实验数据支持。
总结：本实验通过测定金属样品的逸出功，验证了光电效应理论，并为进一步
研究光电效应提供了实验数据支持。
同时，实验结果也可以应用于光电器件的
设计和制造中，具有一定的实际意义。
通过本次实验，我们对电子逸出功的测定有了更深入的理解，同时也对光电效
应的原理有了更加清晰的认识。
希望通过不断的实验和研究，我们能够更好地
探索光电效应的规律，为相关领域的发展做出更大的贡献。
金属电子逸出功的测定实验报告
课程名称：大学物理实验（二）实验名称：金属电子逸出功的测定二、实验原理2.1金属电子逸出功逸出功：指要使电子从固体表面逸出，所必须提供的最小能量，用∆∅表示。
费米-狄拉克分布规律：在金属内部，电子按由低能态到高能态的次序占据，服从f(E,T)=1(1)1+exp[(E−E F)/kT]如图1所示，在绝对零度时电子的最大动能是EF。
当温度升高时，有少部分电子的能量大于EF，能量的变化在~0.1eV 量级图1 费米-狄拉克分布规律测量时，逸出功等于费米能与真空能级之间的能量差。
∆∅=E Vacuum−E Fermi=eU(2)图2 金属钨表面电子的势能曲线2.2电子逸出功的测量方法1、里查逊—杜西曼公式（Richardson-Dushman formulaI=AST2exp(−eUkT)(3)式中：I是热电子发射的电流强度（单位：A）S是阴极金属的有效发射面积（单位：cm2）T是热阴极的绝对温度（单位：K）A是与阴极化学纯度有关的系数（单位：A⋅cm2⋅K−2）k是玻尔兹曼常数（k=1.38×10−23J⋅K−1）2、里查逊直线法I=AST2exp(−eUkT)(4)转化为I T2=ASexp(−eUkT)(5)取对数得：lg IT2=lg(AS)−eUklg(e)1T(6)其中e和k是常数，U是逸出电势带入常数得：lg IT2=lg(AS)−5.04×103U1T(7)得：lg IT2和1T的线性关系，其斜率为5.04×103U里查逊直线法优点：可以不必测出A、S 的具体数值，只要测出I，T 的关系，由斜率可以得到逸出电势U。
温度T 可由通过灯丝的电流对照给出：表1 灯丝电流与温度的对应关系I f(A)0.580.600.620.640.660.680.70T(103K) 2.06 2.10 2.14 2.18 2.22 2.26 2.303、用外延法求零场电流测金属丝做成的阴极K，通过电流加热，在阳极加正向电压，则在连接这两个电极的外围电路中将有电流Ia通过。
逸出功实验报告
逸出功实验报告逸出功实验报告引言：逸出功是指在光照射下，光电效应中电子从金属表面逸出所需的最小能量。
本实验旨在通过测量不同金属材料的逸出功，探究光电效应的基本原理，并分析影响逸出功的因素。
实验装置及步骤：实验装置主要包括光电效应实验装置、电流表、电压表、金属样品等。
实验步骤如下：首先，将金属样品固定在实验装置上，并调节光强和波长。
然后，通过改变加在金属样品上的电压，测量电流的变化。
最后，根据实验数据计算逸出功。
实验结果分析：实验中，我们选取了不同金属材料进行逸出功测量，并记录了相应的电流和电压值。
通过数据处理，我们得到了各金属材料的逸出功数据，并进行了进一步分析。
首先，我们观察到不同金属材料的逸出功存在差异。
这是由于金属材料的晶格结构、电子云分布以及金属表面的特性等因素的影响所致。
例如，对于钠和铝这样的碱金属，由于它们的电子云分布较为松散，逸出功相对较低。
而对于过渡金属如铜和铁，它们的逸出功较高，这是因为它们的电子云分布较为紧密。
其次，我们还观察到逸出功与光照强度和波长有关。
实验中，我们通过改变光强和波长，发现逸出功随光照强度增加而增加，而随波长减小而减小。
这与光电效应的基本原理相符。
光电效应是通过光子与金属表面的电子相互作用而发生的，光子的能量与光照强度和波长有关，因此逸出功也会相应地受到影响。
进一步分析逸出功与金属材料的性质之间的关系，我们发现逸出功与金属的电导率和功函数有密切关系。
电导率是描述金属导电性能的指标，而功函数则是描述金属表面电子逸出能力的指标。
实验结果表明，电导率与逸出功呈正相关关系，即电导率越高，逸出功越低。
这是因为电导率高的金属具有更多的自由电子，电子更容易逸出。
而功函数与逸出功呈负相关关系，即功函数越低，逸出功越高。
这是因为功函数低的金属表面对电子的束缚力较弱，电子更容易逸出。
结论：通过逸出功实验，我们深入了解了光电效应的基本原理，并探究了逸出功与金属材料性质、光照强度、波长等因素的关系。
金属电子逸出功测量实验报告
脱基效应，使阴极表面的势垒b E 降低，电子逸出功减小，发射电流变大，因而测量得到的电流是在加速电场a E 的作用下阴极表面发射电流a I ,而不是零场电流I 。
可以证明零场电流I 与a I 的关系为0.439exp a a E I I T ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭对上式取对数，曲线取直，有TE I I aa 30.2439.0lg lg += （3.11.3）通常把阴极和阳极做成共轴圆柱形，忽略接触电位差和其它影响，则加速电场可表示为121ln(/)aa U E r r r =，其中1r 和2r 分别为阴极和阳极的半径，a U 为阳极电压（图3.11-4）。
把a E 代入上式得1210.4391lg lg 2.30ln(/)a a I I U Tr r r =+（3.11.4）此式是测量零级电流的基本公式。
对于一定尺寸的二极管，当阴极的温度T 一定时，a I lg 和a U 成线性关系。
如果以a I lg 为纵坐标、以a U 为横坐标作图，这些直线的延长线与纵坐标的交点为lg I ，如图3.11-5所示。
求反对数，可求出在一定温度下的零场电流I 。
测量数据与数据处理：1. 按照图3.11-6连接好实验电路，接通电源，预热十分钟。
2. 调节理想二极管灯丝电流f I 在0.55-0.75A 之间，每隔0.05A 进行一次测量。
如果阳极电流a I 偏小或偏大，也可适当增加或降低灯丝电流f I 。
对应每一灯丝电流，在阳极上加上25V ，36V ，49V ，64V ，…，144V 电压，各测出一组阳极电流a I 。
记录数据于表3.11.2中，并换算至表3.11.3。
图3.11-6 实验电路图图3.11-5 外推法求零场电流0 5 101T 2T 3T 4T 5T 54 (i)T T T >>>lg a I aU lg IU图线a求出截距Ilg，得在不同阴极温度时的零场热电子发射电流I，并换算3.11.4。
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 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。
金属电子逸出功的测定实验报告
金属电子逸出功的测定实验报告一、实验目的1、了解热电子发射的基本规律。
2、用理查逊直线法测定金属钨的电子逸出功。
二、实验原理1、热电子发射金属中的自由电子在一定温度下会具有足够的能量，克服表面势垒而逸出金属表面，这种现象称为热电子发射。
2、理查逊杜什曼定律热电子发射电流密度＄j$ 与金属表面温度＄T$ 之间的关系遵循理查逊杜什曼定律：＼j ＝ A T^2 e^｛＼frac{e\varphi}｛kT}｝＼其中，＄A$ 是与金属材料性质有关的常数，＄e$ 是电子电荷量，＄k$ 是玻尔兹曼常数，＄＼varphi$ 是金属的逸出功。
3、逸出功的测定对上述公式两边取对数，得到：＼＼ln\frac{j}｛T^2} ＝＼ln A ＼frac{e\varphi}｛kT}＼若以＄＼ln\frac{j}｛T^2}＄为纵坐标，＄＼frac{1}｛T}＄为横坐标作图，得到一条直线。
根据直线的斜率，可以计算出电子逸出功＄＼varphi$ 。
三、实验仪器1、理想二极管（理查逊热电子发射管）2、加热电源3、电流表4、电压表5、温控仪四、实验步骤1、按实验电路图连接好仪器，检查线路无误后接通电源。
2、开启温控仪，逐步升高加热电流，使灯丝温度缓慢升高。
同时观察电流表和电压表的读数，记录不同温度下的电流和电压值。
3、当温度达到一定值后，停止加热，待温度稍降后再继续测量。
4、测量完毕后，关闭电源，整理仪器。
五、实验数据处理1、根据测量数据，计算出不同温度下的发射电流密度＄j$ ，公式为：＼j ＝＼frac{I}｛S}＼其中，＄I$ 是发射电流，＄S$ 是阴极发射面积。
2、计算出＄＼ln\frac{j}｛T^2}＄和＄＼frac{1}｛T}＄的值。
3、以＄＼ln\frac{j}｛T^2}＄为纵坐标，＄＼frac{1}｛T}＄为横坐标作图，得到一条直线。
4、通过直线的斜率＄K$ ，计算电子逸出功＄＼varphi$ ，公式为：＼＼varphi ＝＼frac{k}｛e}K\六、实验结果与分析1、实验数据记录表格｜温度 T （K)｜发射电流 I （A)｜发射电流密度 j （A/m²)｜＄＼ln\frac{j}｛T^2}＄｜＄＼frac{1}｛T}＄（1/K)｜｜｜｜｜｜｜｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜｜｜｜｜｜2、绘制＄＼ln\frac{j}｛T^2}＄＄＼frac{1}｛T}＄图像根据实验数据，在坐标纸上绘制出＄＼ln\frac{j}｛T^2}＄与＄＼frac{1}｛T}＄的关系曲线。
中国石油大学大物实验结课论文
式中I。为热电子发射的电流强度（A）
S为阴极金属的有效发射面积（cm²）
K为波尔兹曼常数
T为绝对温度
eΦ为金属的逸出功
A为与阴极化学纯度有关的系数
原则上，只要测出I。，A，S，T，便可由公式计算出逸出功eΦ，但困难的是A和S是难以直接测量的，所以，在实际测量中，常用里查逊直线法确定eΦ，以设法避开A和S的测量。
关键词
里查逊直线、金属电子逸出功逸出功、电子比荷
引言
在大学物理实验的学习中我们学到了许多的物理实验方法：里查逊直线法、极限法、外延测量法、补偿测量法……..其中里查逊直线法是应用比较广泛的一种方法，在《金属电子逸出功与电子比荷测量》、《动态法测量固体材料的杨氏模量》等中都有应用。这就要求我们比较熟悉的掌握它的原理、使用、优点。
正文
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，因而电子逸出金属时需要给电子提供一定的能量，这份能量称为逸出功。目前应用最广泛的纯金属是钨，本实验就是以钨金属为研究对象，测定其电子逸出功及电子荷值比。
热电子发射公式
根据费米—狄拉克能量分布，可以推导出热电子发射公式，称为里查逊—杜什曼公式：
里查逊直线法
将式（1）两边除以T²ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ再取对数，得到
㏒I。/T²=（2）
从式（3）可以看出，㏒I。/T²与1/T成线性关系。如果以㏒I。/T²为纵坐标轴，1/T为横坐标轴作图，通过直线斜率即可求出逸出电位Φ，从而求出电子的逸出功eΦ值。A和S的影响只是使㏒I。/T²——1/T直线平移。
《大学物理实验》（2-2）课程论文
石工
摘要
《金属电子逸出功与电子比荷测量》实验中，我们应用了一种有效、巧妙测量发射电流I。的方法：里查逊直线测定法。它是在实验条件下无法得到所需要的实验值是，采用在实验条件下进行的实验，对实验所得的数据，进行曲线拟合，并通过外推，而得到实验条件下无法实现的实验值。这样一种数据分析方法，我们称之为“外延测量法”。在本实验中，根据费米—狄拉克能量分布，可以推导出热电子发射公式：I。=AST…..。在原则上只要测出I。，A，S，T，便可由公式计算出逸出功eΦ，但困难的是A和S是难以直接测量的，所以，在实际测量中，常用里查逊直线法确定eΦ，以设法避开A和S的测量。其优点是可避开实际测量中有困难的A和S。
实验金属电子逸出功的测定
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。
25.0V、36.0V、49.0V、64.0V……144.0V电压，分
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
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
Ia I0 exp(0.439 Ea / T)
L (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
lg
Ia
lg
I0
0.439 2.30
Ea / T
L (4)
大学物理实验
将电场E用电压V来代替得：
lg
Ia
lg
I0
0.439 2.30
%
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
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
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
电流I0。
T5>T4>T3> T2> T1 图5 由lgIa～直线确定lgI
(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
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数据处理：
计算对数值lg I a 数据表
根据上表数据得到)(lg a a U Sqrt
I 关系曲线图，如图（1）：
阴极电流记录表
图（1）：lg （Ia ）-sqrt （Ua ）曲线图
图像分析：
由图表可看出，当温度一定时，a I lg 与a U 成线性关系，且从图中可读出曲线的截距，即为0lg I
以灯丝电流f I =0.6A 为例，此时有表可查的灯丝温度T=1880K ，由于此时可从图（1）读得0lg I = - 4.4946，故可求得0I = 3.20184*10-5 ，进而可计算的
20
lg
T
I = -11.043 ， T
1
=0.000532。
进而绘制得20lg
T I -T
1
数据记录表： 2
0lg T I -T
1数据记录表
图（2） 20lg
T I -T
1
关系曲线 图像分析： 由图可读得直线斜率.K= - 22062，故Φ=-22062/-5040=4.38V ，所以钨
的电子逸出功eV e 38.4=Φ，与公认值eV e 54.4=Φ相比较可知，再实验误差范围允许之内，实验是成功的。
相对误差： 相对误差B=(4.54-4.38)/4.54=3.5%
分析原因：由于实验仪器的精确度有限还有就是加上人为因素，读数偏差（主要是因为显示器读数不稳定，还有可能因为读数过快，导致未达到稳定就读取了示数）综合导致实验误差的产生。
电子核质比的测量：
Is-Ia 记录表
根据上表数做出a c I U 2与的图像如下:
图（3）a c I U 2
与的曲线关系图
图形分析：我们由图像可以看出a c I U 2与的曲线关系图为线性变化一次函数，且
图像斜率大于零。
由图像得知K=160.89.
计算
=0.01295079 进而得出核质比:
11 2 3 2 2 2 ' 10 045 . 5 )
10 9 . 3 ( 8 01295079 . 0
. 160.89 8 ⨯ = ⨯ ⨯ = ⨯ = - a K K m e 2
2 2
2 7 '
04
. 0 021 . 0 021 . 0 04
. 0 028 . 0 028 . 0 ln ) 021 . 0 028 . 0 ( 2 984 10 4 + + + + ⨯ - ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = - π K
思考与讨论：
1．为了提高测量精度，实验中应该注意什么？
答：实验前一定注意要先预热一段时间，保证灯丝温度达到实验要求，记录数据时要尽可能等到显示器示数稳定后再读取，减小造成人为失误，保证实验数据准确记录，另外，有效数字的保留也很重要，一定要实事求是读取实验数据。
2．里查逊直线法有什么优点？
答：里查逊直线法容易操作，图像明了，一目了然关系明确，可避开A和S的测量，使得难以测量的数据直接被略过。
提高实验效果。
3．在磁控实验中，测量励磁电流与阳极电流曲线时一定要保持灯丝电流和阳极电压的恒定不变，为什么？
答：每组灯丝电流都有相对应的阴极温度T，本实验中就是根据已经标定的理想二极管的灯丝电流，通过查表得出阴极温度，所以必须使灯丝电流保持不变；而阳极电压须保持不变是因为改变不同的Ua时就会有不同的Ic与之对应，Ua与Ic2的关系实为线性关系，必须保持恒定。
所以测量励磁电流与阳极电流曲线时一定要保持灯丝电流和阳极电压的恒定不变。
实验总结：
本次金属电子逸出功实验主要是让我们了解金属电子逸出功的测定以及电子核质比的测量，实验时操作简单，主要就是实验数据的记录，记录数据前一定要先预热，记录数据时要注意示数稳定后再读取，避免造成过大的实验误差。
实验数据处理时，严格按照讲义课本上要求，虽然有些复杂，但是很有意思，我从中收获了好多东西，学习到了新知识，最后，感谢老师的精彩的讲解以及细心教导，本次实验基本顺利完成，使我对以后的实验充满信心。