14717

Определение работы выхода электрона по прямым Ричардсона

Лабораторная работа

Физика

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2 Определение работы выхода электрона по прямым Ричардсона по дисциплине Физика твердого тела Цель работы Построить график зависимости анодного тока от анодного напряжения при трех разных значениях тока като...

Русский

2013-06-09

323.5 KB

31 чел.

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2

«Определение работы выхода электрона по прямым Ричардсона»

по дисциплине «Физика твердого тела»

  1.  Цель работы

       Построить график зависимости анодного тока от анодного напряжения при трех разных значениях тока катода, график зависимости плотности тока от температуры и график зависимости . Определить работу выхода электронов из вольфрама по прямой Ричардсона.

  1.  Используемые приборы
  2.  Вакуумная лампа 6Д22С, L1;
  3.  Универсальный цифровой амперметр В7-21, А1;
  4.  Универсальный цифровой амперметр В7-21, А2;
  5.  Блок питания GW Instek GPR-3060D, БП1;
  6.  Блок питания GW Instek GPR-30H100, БП2.

  1.  Схема измерений

Рисунок 1 — Схема измер5ний

  1.  Результаты экспериментальных исследов0ний

Таблица 1 — Зависимость анодного тока от анодного напряж5ния при Iн=1650 мА

Ia, mA

Va, В

37,1

5

98,4

10

148

15

212

20

260

25

294

30

318

35

337

40

348

45

                       Таблица 2 — Зависимость анодного тока от анодного напряжения при Iн=1570 мА

Ia, mA

Va, В

38,1

5

95

10

132

15

173

20

203

25

223

30

234

35

245

40

250

45

Таблица 3 — Зависимость анодного тока от анодного напряж5ния при Iн=1500 мА

Ia, mA

Va, В

30

5

82

10

115

15

142

20

151

25

158

30

165

35

171

40

177

45

                       

Табл8ца 4 — Зависимость тока эмиссии от температуры

Iэ, mА

Т, К

350,7

1075

333,3

1072

303,5

1066

274,5

1060

246,5

1054

220,5

1048

197,5

1042

177,5

1036

161

1030

Площадь катода лампы 6Д22С равна 459,458 мм2. Она необходима для определения плотности тока катода лампы.

               Таблица 5 — Данные, необходимые для построения прямой Ричардсона

Ja,  

,  

 ,  

763,2907

-7,32251

0,00093

725,42

-7,36781

0,000933

660,5609

-7,45025

0,000938

597,4431

-7,53939

0,000943

536,5017

-7,63563

0,000949

479,9133

-7,73567

0,000954

429,8543

-7,83435

0,00096

386,3248

-7,92957

0,000965

350,4129

-8,01552

0,000971

Рисунок 2 — Зависимость анодного т>ка от анодного напряжения

Из рисунка 2 можно определить напряжение насыщения. Оно достигается уже при 40 В.

Рисунок 3 — Зависимость плотности термоэлектронного тока от температуры к0тода

Из рисунка 3 выявили, что уравнение прямой имеет вид:   

Рисунок 4 — Экспериментальная прямая Р8чардсона

Уравнение прямой на рисунке  4: .

Плотность тока равна .  Прологарифмировав это выражение, получим  . Упростив выражение, получим окончательную формулу . В ней .

Тогда работа выхода равна , где k – постоянная Больцмана.  Из графика видно, что = -17282, k=8,617  эВ/К.Тогда работа выхода равна A=1,49 эВ.

  1.  Выводы

      В данной работе мне удалось получить зависимость анодного тока от анодного напряжения при разных значениях тока накала и построить графики их зависимостей. По полученным графикам я определил напряжение насыщения, которое оказалось равно 40 В.

      Далее были получены данные зависимости тока эмиссии от температуры катода при различных значениях тока накала. Я построил график зависимости плотности тока от температуры и прямую Ричардсона, по которой нашел работу выхода.

      Полученный результат работы выхода электронов из оксидного катода A=1,49 эВ  соответствует справочным данным (A=1..1,5 эВ) c учетом погрешностей измерений. Данную погрешность можно объяснить погрешностью измерений приборов или погрешностью при проведении эксперимента.


6

                                                                          


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22514. Применение вариационных методов 103 KB
  Лишнюю опорную реакцию В Рис. Рис. При решении по Мору кроме первого состояния нагружения основной балки заданной нагрузкой и лишней неизвестной силой Рис.2 а следует показать ту же балку во втором состоянии загружения силой Рис.
22515. Расчет статически неопределимых стержневых систем 54 KB
  Расчет статически неопределимых стержневых систем Связи накладываемые на систему. На брус могут быть наложены связи т. Наложение одной связи снимает одну степень свободы с бруса как с жесткого целого. Связи в рамах и стержневых системах делят обычно на связи внешние и связи внутренние или взаимные.
22516. Метод сил 142 KB
  Метод сил. Наиболее широко применяемым в машиностроении общим методом раскрытия статической неопределимости стержневых и рамных систем является метод сил. Он заключается в том что заданная статически неопределимая система освобождается от дополнительных связей как внешних так и взаимных а их действие заменяется силами и моментами. Таким образом при указанном способе решения неизвестными оказываются силы.
22517. Расчет толстостенных цилиндров 176.5 KB
  В цилиндрах у которых толщина стенок не мала по сравнению с радиусом подобное предположение повело бы к большим погрешностям.1 изображено поперечное сечение толстостенного цилиндра с наружным радиусом внутренним ; цилиндр подвергнут наружному и внутреннему давлению . Расчетная схема толстостенного цилиндра. Рассмотрим очень узкое кольцо материала радиусом внутри стенки цилиндра.
22518. Расчет тонкостенных сосудов и резервуаров 81 KB
  Выделим Рис. Рис. Усилия Рис.2 дадут в нормальном к поверхности элемента направлении равнодействующую ab равную Рис.
22519. Расчет быстровращающегося диска 100.5 KB
  Расчет быстровращающегося диска Значительный интерес представляет задача о напряжениях и деформациях в быстро вращающихся валах и дисках. Высокие скорости вращения валов паровых турбин обусловливают появление в валах и дисках значительных центробежных усилий. Вызванные ими напряжения распределяются симметрично относительно оси вращения диска. Рассмотрим наиболее простую задачу о расчете диска постоянной толщины.
22520. Устойчивость сжатых стержней. Формула Эйлера 89.5 KB
  Однако разрушение стержня может произойти не только потому что будет нарушена прочность но и оттого что стержень не сохранит той формы которая ему придана конструктором; при этом изменится и характер напряженного состояния в стержне. Наиболее типичным примером является работа стержня сжатого силами Р. Разрушение линейки произойдет потому что она не сможет сохранить приданную ей форму прямолинейного сжатого стержня а искривится что вызовет появление изгибающих моментов от сжимающих сил Р и стало быть добавочные напряжения от...
22521. Анализ формулы Эйлера 80 KB
  1: 1 Таким образом чем больше точек перегиба будет иметь синусоидальноискривленная ось стержня тем большей должна быть критическая сила.1 Таким образом поставленная задача решена; для нашего стержня наименьшая критическая сила определяется формулой а изогнутая ось представляет синусоиду Величина постоянной интегрирования а осталась неопределенной; физическое значение ее выяснится если в уравнении синусоиды положить ; тогда т. посредине длины стержня получит значение: Значит а это прогиб стержня в сечении посредине его...
22522. Пределы применимости формулы Эйлера 141 KB
  Для стали 3 предел пропорциональности может быть принят равным поэтому для стержней из этого материала можно пользоваться формулой Эйлера лишь при гибкости т. Теоретическое решение полученное Эйлером оказалось применимым на практике лишь для очень ограниченной категории стержней а именно тонких и длинных с большой гибкостью. Попытки использовать формулу Эйлера для вычисления критических напряжений и проверки устойчивости при малых гибкостях вели иногда к весьма серьезным катастрофам да и опыты над сжатием стержней показывают что...