Лабораторна робота №7

Визначення роботи виходу електронів з металу за допомогою явища термоелектронної емісії.

Мета роботи: дослідження явища термоелектронної емісії та визначення роботи виходу електронів з вольфраму.

Виведення розрахункової формули

Перед виконанням лабораторної роботи необхідно вивчити матеріал з розділу 4.1

Оскільки у формулу (4.2) входять невідомі А і В (постійні для даного приладу), то для обчислення А потрібно виміряти струм насичення при двох різних температурах катода Т₁ і Т₂.

(4.12)

(4.13)

Розв’язавши цю систему рівнянь, визначимо роботу виходу

А = (4.14)

Враховуючи, що ln змінюється повільно з , то звеликим ступенем точності замість формули (4.14), можна користуватись співвідношенням

А = (4.15)

Температури катоду Т₁, Т₂ визначаємо за залежністю його опору R_t від температури розжарювання R_t = R₀ (1 + t), T = (t + 273) К.

Т = (4.16)

Тут R₀ - опірнитки розжарювання при 0 °С; - температурний коефіці­єнт опору металу (для вольфраму К) За законом Ома

R_t = , (4.17)

де U_р - напруга розжарювання катоду, вимірювана вольтметром V; І_р – струм розжарювання, вимірюваний амперметром А_н (рис 4.4).

Для проведення вимірювань використовується пристосування, схема якого зображена на рис. 4.4. Об'єктом досліджень є вольфрамованитка, що слу­жить катодом двохелектродної електронної лампи. Подача анод­ної напруги і нагрівання катоду здійснюється від випрямляючого пристрою типу УИП-2, спрощена електрична схема, якого показана на рис. 4.4 всередині пунктирного прямокутника. Анодна напруга регулюється потенціометром П і вимірюється вольтметром V_a. Анодний струм вимірюється міліамперметром mA, сила стру­му розжарювання регулюється реостатом R..

Порядок виконання роботи.

У даній роботі необхідно за формулою (4.15) визначити роботу виходу електрона з металу (вольфраму).

1. Зібрати схему згідно з рис. 4.4

Рис.4.4

2. За допомогою реостата R встановити вказаний на установці струм І_р виміряти напругу U_р.

3. Дослідити залежність величини анодного струму І_а від анодної напруги U_a в ділянці струму насичення і побудувати графік залежності І_а = f(U_a).

4. За графіком визначити величину струму насичення І_нас при даному значенні

5. Вимірювання, вказані в п. 2-4, провести й для всіх значень , зазначених на щиті де розміщені прилади.

6. Для кожної пари значень і знайти за формулою (4.17) R_t, потім за формулою (4.16) визначити температуру катоду Т_і. Значення величини R₀ вказане на щиті приладів.

7. За формулою (4.15) обчислити роботу виходу A для трьох різних пар значень Т_1, Т₂ і відповідних їм і а також визначити її середнє значення.

8. Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю.

№ п/п	Uр	Ір	Rt	R0	T	Інас	А

Контрольні запитання.

1. Що таке робота виходу електрона з металу?

2. Пояснити явище термоелектронної емісії.

3. Як пояснити існування струму насичення?

4. Який закон описує залежність анодного струму від андної напруги у двохелектродній лампі?