金属电子逸出功的测量.ppt

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1、金属电子逸出功的测量北京化工大学实验目的掌握用里查逊直线法测定钨的逸出功；了解热电子发射的基本规律；学习避开某些不易测量常数而直接得到结果的实验方法；学习测定电子荷质比的方法；测定电子荷质比。实验原理根据电子从金属表面逸出提供能量的方式不同，电子发射可以分为光电子发射、热电子发射、二次电子发射、场效应发射四种类型。本实验用加热金属，使热电子发射的方法测定金属的电子逸出功。1、热电子发射公式热电子发射遵循里查逊—杜什曼公式（5-13-1）I0为热电子发射的电流强度；A为何阴极表面化学纯度有关的系数；S为阴极的有效发射面

2、积；T为发射热电子的阴极的绝对温度；k为玻尔兹曼常数。原则上只要测出I0，A，S和T，就可以计算出逸出功。难点在于：A和S这两个量难以直接测定。实验中采用里查逊直线法避开两个量的测量。2、里查逊直线法对（5-13-1）式两边除以T2再取对数得：（5-13-2）由上式可见，如果以为横坐标，以为纵坐标，从直线的斜率即可求出电子的逸出电位φ，从而求出逸出功eφ。这种方法叫做里查逊直线法。思考：这种方法有什么好处？3、加速场外延法求零场电流为了维持阴极发射的热电子能连续不断地飞向阳极，必须在阴极和阳极间外加一个加速电场Ea．

3、在加速电场Ea的作用下，阴极发射电流Ia与Ea有如下的关系：对上式取对数可得：加速电场可以近似为：3、加速场外延法求零场电流合并上述二式可得：（5-13-3）由上式可知，如果以为横坐标，以为纵坐标，此直线的截距为。由此可求出一定温度下，加速电场为零时的发射电流I0实验装置W-III型金属电子逸出功测定仪；理想二极管；螺线管；导线等实验内容熟悉仪器装置，正确连接电路，调整各旋钮使仪器处于测量安全状态。接通电源预热10min。调整理想二极管灯丝电流到0.550A。调整理想二极管阳极电压分别为25v，36v，49v，64v

4、，…，144v，分别测出各测对应的阴极电流Ia改变理想二极管灯丝电流，每次增加0.050A，重复上述测量，直至0.750A。每改变一次灯丝电流预热5min。（思考：为什么？）将数据填入下表数据记录表格数据处理将不同灯丝电流和阳极电压时测得的阳极电流Ia、相应的阳极电压Va和灯丝电流Ia等值换算，做出不同温度下的曲线，求出截距。换算表格和图像如下：数据处理根据不同温度下得到的I0，计算并做出曲线。由曲线斜率求出电子逸出功eφ。将测量结果与标准值4.54eV比较，求出百分差。参考数据：不同灯丝电流时灯丝的温度灯丝电流If

5、/A0.500.550.600.650.700.75灯丝温度T/103K1.721.801.881.962.042.12