《金屬電子逸出功的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與報(bào)告要求1

《金屬電子逸出功的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與報(bào)告要求電子發(fā)射電子發(fā)射的分類：=1\*GB2⑴、光電發(fā)射：靠光照射金屬表面引起電子發(fā)射。=2\*GB2⑵、熱電子發(fā)射：加熱金屬使其中大量電子克服表面勢(shì)壘而逸出。=3\*GB2⑶、二次電子發(fā)射：靠電子流或離子流轟擊金屬表面產(chǎn)生電子發(fā)射=4\*GB2⑷、場(chǎng)效應(yīng)發(fā)射：靠外加強(qiáng)電場(chǎng)引起電子發(fā)射2、熱電子發(fā)射=1\*GB2⑴、無線電電子學(xué)的基礎(chǔ)=2\*GB2⑵、真空管中從通電加熱的金屬絲陰極表面逸出電子的現(xiàn)象二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、了解熱2、掌握逸出功的測(cè)量方法。學(xué)習(xí)一種數(shù)據(jù)處理方法。V三、金屬電子逸出功的測(cè)定原理簡(jiǎn)述1、真空二極管的結(jié)構(gòu)陰極K通以電流If加熱陽極A上加以正電壓，在連接這兩個(gè)電極的外電路中將有電流Ia通過2、金屬電子逸出功=1\*GB2⑴金屬中電子能量分布根據(jù)固體物理學(xué)中金屬電子理論，金屬中傳導(dǎo)電子的能量分布按費(fèi)米-狄拉克(Fermi-Dirac)分布，即：式中WF稱費(fèi)米能級(jí)。金屬-真空界面表面勢(shì)壘曲線(x為電子距離金屬表面的距離)逸出功定義：=2\*GB2⑵、根據(jù)費(fèi)米-狄拉克能量分布公式，可以推導(dǎo)出熱電子發(fā)射公式，稱里查遜-杜什曼(Richardson-Dushman)公式。式中：I-熱電子發(fā)射的電流強(qiáng)度(A)S-陰極金屬的有效發(fā)射面積(cm2)k-玻爾茲曼常數(shù)T-絕對(duì)溫度eV-金屬的逸出功A-與陰極化學(xué)純度有關(guān)的系數(shù)3、肖脫基效應(yīng)式中的I是不存在外電場(chǎng)時(shí)的陰極熱發(fā)射電流。無外場(chǎng)時(shí)，電子不斷地從陰極發(fā)射出來，在飛向陽極的途中，必然形成空間電荷，空間電荷在陰極附近形成的電場(chǎng)，正好阻止熱電子的發(fā)射，這就嚴(yán)重地影響發(fā)射電流的測(cè)量。為了消除空間電荷的影響，在陽極加一正電壓，于是陽極和陰極之間形成一加速電場(chǎng)Ea，使電子加速飛向陽極。然而由于Ea的存在，使陰極發(fā)射電子得到助力，發(fā)射電流較無電場(chǎng)時(shí)大。這一現(xiàn)象稱肖特基(Schottky)效應(yīng)。根據(jù)二極管理論，考慮到陰極和陽極共軸，且是園柱形，并忽略接觸電勢(shì)差和其它影響，可推得式中Ia和I0分別是加速電場(chǎng)為Ea和零時(shí)的陰極發(fā)射電流；r1和r2分別為陰極和陽極的半徑；Ua為陽極電壓。4、外延法求零場(chǎng)發(fā)射電流5、查理遜直線法求逸出電勢(shì)【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、按圖接好線路，經(jīng)檢查無誤后，接通電源予熱10分鐘。（陽極+連1接線柱。陽極-連6接線柱，燈絲電壓+連3接線柱，--連5接線柱，安培表正極連4接線柱，負(fù)極連5接線柱，微安表正極連1接線柱，負(fù)極連2接線柱）2、取不同的燈絲電流If(即對(duì)應(yīng)于不同的溫度T)，從0.50A開始，每隔0.05A測(cè)一次。對(duì)每一電流If，測(cè)陽極電壓為20，30，40，……，120伏時(shí)的電流Ia。注意，If不能超過0.80A，以延長(zhǎng)二極管壽命