FD-RTE-A型冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗儀儀器使用指導(dǎo)

1、儀器使用指導(dǎo)TEACHER'S GUIDEBOOKFD-RTE-A冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗儀中國.上海復(fù)旦天欣科教儀器有限公司Sha nghai Fuda n Tia nxi n Scie ntific_Educatio nIn strume nts Co.丄 td.FD-RTE-A型冉紹爾一湯森效應(yīng)實驗儀使用說明一、概述1921年，德國物理學(xué)家冉紹爾（Carl Ramsauer）用磁偏轉(zhuǎn)法分離出單一速度的 電子，對極低能量0.751.1eV的電子在各種氣體中的平均自由程做了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氬氣（Ar）氣中的平均自有程 一e遠大于經(jīng)典力學(xué)的理論計算值。以后，他又 把電子能量擴展到100eV

2、左右，發(fā)現(xiàn)Ar原子對電子的彈性散射截面Q （與e成反比）隨電子能量的減小而增大，在10 eV左右達到極大值，而后又隨著電子能量的減小而減小。1922年，現(xiàn)代氣體放電理論的奠基人、英國物理學(xué)家湯森（ ）和 貝利（Bailey ）也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。進一步的研究表明，無論哪種氣體原子的彈 性散射截面（或電子平均自由程），在低能區(qū)都與碰撞電子的能量（或運動速度：）明顯相關(guān)，而且類似的原子具有相似的行為，這就是著名的冉紹爾一湯森效應(yīng)。冉紹爾-湯森效應(yīng)在當(dāng)時是無法解釋的。因為經(jīng)典的氣體分子運動論把電子看成質(zhì) 點，把氣體原子看成剛性小球，它們之間碰撞的散射截面僅決定于原子的尺寸，電 子的平均自由程也僅決定

3、于氣體原子大小及其密度n ,都與電子的運動速度無關(guān)。不久，在德布羅意波粒二相性假設(shè)（1924年）和量子力學(xué)理論（19251928年）建立后，人們認識到，電子與原子的碰撞實際上是入射電子波在原子勢場中的散射， 是一種量子效應(yīng)，以上實驗事實才得到了圓滿的理論解釋。冉紹爾-湯森效應(yīng)是量子力學(xué)理論極好的實驗例證，通過該實驗，可以了解電 子碰撞管的設(shè)計原則，掌握電子與原子的碰撞規(guī)則和測量原子散射截面的方法，測 量低能電子與氣體原子的散射幾率以及有效彈性散射截面與電子速度的關(guān)系。由上海復(fù)旦天欣科教儀器有限公司研制生產(chǎn)的FD-RTE-A型冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗儀設(shè)計合理、操作方便、實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，可以用于近

4、代物理實驗，也適合于 教師講授量子力學(xué)時配合課堂教學(xué)的演示實驗。二、儀器簡介FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀主要由實驗主機兩臺（一臺為電源組，另 外一臺是微電流計和交流測量裝置）、電子碰撞管（包括管固定支架）、低溫容器（盛放液氮用）組成。圖1 FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀電源組主機面板說明如圖 2所示：12345678910上海復(fù)旦天欣科教儀器有限公司圖2電源組主機前面板1. 電源開關(guān)2.燈絲電壓Eh表頭顯示3.燈絲電壓輸出端，紅色正端黑色負端4.燈絲電壓調(diào)節(jié)電位器5.加速電壓Ea表頭顯示6.加速電壓輸出端，紅色正端黑色負端7.加速電壓調(diào)節(jié)電位器8.補償電壓Ec表頭顯示9.補償

5、電壓輸出端,紅色正端黑色負端10.補償電壓調(diào)節(jié)電位器微電流計和交流測量主機如圖3所示：rrFD-RTE-A冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀10rOaINPUTlaasINPUTPINPINPINOSCILLOGRAPH MEASURECURRENT Ip MEASURECURRENT Is MEASURE200uA2uA 20uA 200uA oonADJUST20uA 200uA 2mA 20mAADJUSTADJUST-1ADJUST-2OUT XCH1CH2上海復(fù)旦天欣科教儀器有限公司&i k L2019181716 J5 丄4 _13 _12 _11圖3微電流計和交流測量主機前面板I. 微

6、電流Ip測量表頭顯示2微電流計輸入端，紅色正端，黑色負端3.微電流Is測量表頭顯示 4.微電流計輸入端，紅色正端，黑色負端5.交流測量加速極PIN K 輸入端6.交流測量柵極PIN S輸入端7.交流測量板極PIN P輸入端8.交流測量 補償電壓Ec正輸入端 9.交流測量補償電壓Ec負輸入端10.交流測量接地端II. 交流測量接示波器 CH2俞出端，顯示柵極Is電流變化12.交流測量接示波器CH1輸出端，顯示板極I p電流變化13.交流測量正弦波掃描電壓輸出端，接示波器外部輸入14.交流測量掃描電壓調(diào)節(jié)電位器15.交流測量加速電壓調(diào)節(jié)電位器16.微電流Is測量調(diào)零電位器 17.微電流Is測量四檔

7、切換開關(guān)18.微電流Ip測量調(diào)零電位器 19.微電流Ip測量三檔切換開關(guān) 20.主機電源開關(guān)三、技術(shù)指標(biāo)1 電源組燈絲電壓：1.25V 5.00V （連續(xù)可調(diào)），分辨率：0.01V加速電壓：-3.00V 15.00V （連續(xù)可調(diào)）,分辨率：0.01V補償電壓：0.00V 5.00V （連續(xù)可調(diào)），分辨率：0.01V2. 微電流計微電流IP測量，三檔切換:量程：2 "A檔，分辨率：0.001JA量程:20檔，分辨率：0.01JA量程:200 " A檔，分辨率:0.1JA微電流IS測量，四檔切換:量程：20 "A檔，分辨率：0.01JA量程:200 " A檔

8、，分辨率:0.1JA量程:2 mA檔，分辨率：0.001mA量程:20 mA檔，分辨率：0.01mA3. 電子碰撞管：充氙氣（Xe）,熱陰極：PIN H，加速極：PIN K，柵極：PIH S ,板極：PIN P4. 交流示波器觀測：加速電壓有效值（連續(xù)可調(diào)），OV 10V四、實驗項目1. 了解電子碰撞管的設(shè)計原則，掌握電子與原子的碰撞規(guī)則和測量的原子散射截 面的方法。2. 測量低能電子與氣體原子的散射幾率Ps與電子速度的關(guān)系。3. 測量氣體原子的有效彈性散射截面C與電子速度的關(guān)系，測定散射截面最小時的 電子能量。五使用注意事項1使用玻璃杜瓦瓶時，應(yīng)避免驟冷驟熱。例如，灌注低溫液體時，開始要慢；

9、熱的 實驗裝置不要觸碰冷玻璃壁。同時，還應(yīng)該避免尖角劃傷玻璃，否則該處遇冷時容 易破裂。2. 盛有低溫液體的杜瓦容器真空夾層的封口必須保護好，切不可突然打開或充入過量的氣體，否則由于絕熱破壞，容器內(nèi)液體迅速蒸發(fā)，有可能造成事故。3當(dāng)心不要讓低溫液體觸及人體，否則會造成凍傷。4將電子碰撞管浸入液氮中進行低溫測量時，注意不要將管子金屬底座浸入液氮， 以防止管子炸裂。5. 為了保證室溫下和低溫下兩種測量條件下陰極的發(fā)射情況基本一致，應(yīng)該保證加速電壓Ea = 1V時，IpTs=Ip Ts，這是因為室溫下加速電壓為 1V時的散射 幾率最小，最接近真空的情況。冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗講義（本實驗講義由復(fù)旦大學(xué)

10、物理實驗中心協(xié)助提供）一、實驗?zāi)康?了解電子碰撞管的設(shè)計原則，掌握電子與原子的碰撞規(guī)則和測量的原子散射截 面的方法。2. 測量低能電子與氣體原子的散射幾率Ps與電子速度的關(guān)系。3. 測量氣體原子的有效彈性散射截面 C與電子速度的關(guān)系，測定散射截面最小時的 電子能量。4驗證冉紹爾-湯森效應(yīng)，并學(xué)習(xí)用量子力學(xué)理論加以解釋。二、實驗原理1）理論原理0 I 2345678910加速電壓手方棍（/¥ ）圖I 粗，氫的冉紹宋曲繞冉紹爾在研究極低能量電子（0.75eV 1.1eV）的平均自由程時，發(fā)現(xiàn)氬氣中電 子自由程比用氣體分子運動論計算出來的數(shù)值大得多。后來，把電子的能量擴展到一個較寬的范圍內(nèi)

11、進行觀察，發(fā)現(xiàn)氬原子對電子的彈性散射總有效截面C隨著電子能量的減小而增大，約在 10eV附近達到一個極大值，而后開始下降，當(dāng)電子能量逐漸 減小到1eV左右時，有效散射截面C出現(xiàn)一個極小值。也就是說，對于能量為1eV左右 的電子，氬氣竟好像是透明的。電子能量小于1eV以后Q再度增大。此后，冉紹爾又對各種氣體進行了測量，發(fā)現(xiàn)無論哪種氣體的總有效散射截面都和碰撞電子的速度 有關(guān)。并且，結(jié)構(gòu)上類似的氣體原子或分子，它們的總有效散射截面對電子速度的關(guān)系曲線Q=F( V )(V為加速電壓值)具有相同的形狀，稱為冉紹爾曲線。圖1為氙(Xe),氟(Ke),氬(Ar)三種惰性氣體的冉紹爾曲線。圖中橫坐標(biāo)是與電子

12、速度成正比的加速電壓平方根值，縱坐標(biāo)是散射截面Q值，這里采用原子單位，其中a。為原子的玻爾半徑。圖中右方的橫線表示用氣體分子運動論計算出的Q值。顯然，用兩個鋼球相碰撞的模型來描述電子與原子之間的相互作用是無法解釋冉紹爾效應(yīng)的， 因為這種模型得出的散射截面與電子能量無關(guān)。要解釋冉紹爾效應(yīng)需要用到粒子的波動性質(zhì)，即把電子與原子的碰撞看成是入射粒子在原子勢場中的散射，其散射程 度用總散射截面來表示。以下是冉紹爾-湯森效應(yīng)的量子力學(xué)簡單定性解釋，僅供參考。設(shè)'為電子的波函數(shù)，V(r)為電子與原子之間的相互作用勢。理論計算表明，只要V (r)取得適當(dāng)，那么在邊條件：ikz|:r eikz f 二

13、 jk2mE/h2)r(1)下求解薛定諤方程：2 v(r) - = E-2m(2)是可以給出與實驗曲線相吻合的Q = F( -V)理論曲線的。對于氙，氟，氬原子來說，的確能夠得到在1eV附近，散射截面取極小值的結(jié)果。V(r)究竟取什么形式合適，取決于將所設(shè)的V(r)代入薛定諤方程，看能否對冉紹爾曲線做解釋。最為簡化的一個模型是一維方勢阱。解一維薛定諤方程可以得出：對于一個給定的勢阱 V。，當(dāng)入射粒子的能量滿足條件：ka 二 n二(二"，2，3，)(3)(其中k二2m(E Vo)/h=2 h)時，或者說當(dāng)勢阱寬度是入射粒子半波長的整數(shù)倍時，便發(fā)生共振透射現(xiàn)象。按照這個模型，在散射截面-

14、電子能量關(guān)系曲 線中，隨著電子能量的改變，散射界面應(yīng)該周期性地出現(xiàn)極小值。實際情況并非如 此，例如圖1所示的氙，氟，氬的冉紹爾曲線，只在1eV附近出現(xiàn)了一個極小值。如果把惰性氣體的勢場看成是一個三維方勢阱，則可以定性地說明冉紹爾曲線的形狀。三維方勢阱由下式表示-Vo, r : aV(r) = *0, r > a(4)V(r)為中心力場。對于中心力場，波函數(shù)可以表示為具有不同角動量I的各入射波與出射波的相干疊加。對于每一個1 稱為一個分波，中心力場產(chǎn)生一個相移，而總散射截面為：V(r)的作用是使它的徑向部分(5)odQ 亍' (2l1)sink I m計算總散射截面的問題歸結(jié)為計算

15、各分波的相移；1可以通過解徑向方程:ddr2 drdrRlk2l(l 1)2r-U (r) R =0由于V(r)只與電子和原子之間的相對位置有關(guān)而與角度無關(guān)，所以(6)求出kr，1Ri kr(7)其中k2=2mE/護,U (r) = 2mV(r)/護，丨=0 , i , 2 ,（8）對于低能的情況，即 ka： 1時，高丨分波的貢獻很小，可以只計算丨=0的分波的相移；0。此時式（5）變?yōu)椋?二.2Q02sin 、0k（9）可見，對于非零的k，當(dāng)r二二時，Qo，這就是說，當(dāng)丨的分波過零而高丨分波的截面 Q1 , Q2，又非常小時，總散射截面就可能顯示出一個極小值。另一方面，解丨=0時的方程（7）可

16、以得到使 r =二的條件為：tg（ka） ： k a（10）其中k = 2m（E 7。）/。由此可見，調(diào)整勢阱參數(shù)V。和a,可以使入射粒子能量為1eW寸散射截面出現(xiàn)一個極小值，即出現(xiàn)共振透射現(xiàn)象。而當(dāng)能量逐漸增大時，高丨分波的貢獻便成為不可忽略的，在這種情況下需要解丨=0時的方程（7）。各丨分波相移的總和使Q值不再出現(xiàn)類似一維情形的周期下降，這樣三維方勢阱模型定性 的說明了冉紹爾曲線。更精確的計算散射截面，需要用到哈特里一?？耍℉artree-Fock ）自洽場方法，這里不再詳述，從上面的論述可以看出，從彈性散射截面對電子能量關(guān)系的分析中，我們可以得到有關(guān)原子勢場的信息。柵極(Grade )柵

17、極(Grade)屏極(Shield )屏極(Shield )板極(Plate )22）測量原理測量氣體原子對電子的總散射截面的方法很多，裝置也各式各樣。如圖2所示,為充氙電子碰撞管的結(jié)構(gòu)示意圖，管子的屏極S(Shield)為盒狀結(jié)構(gòu)，中間由一片開有矩形孔的隔板把它分成左右兩個區(qū)域。左面區(qū)域的一端裝有圓柱形旁熱式氧化物 陰極K(Kathode),內(nèi)有螺旋式燈絲H(Heater)，陰極與屏極隔板之間有一個通道式柵 極G(Grade)，右面區(qū)域是等電位區(qū)，通過屏極隔離板孔的電子與氙原子在這一區(qū)域進行彈性碰撞，該區(qū)內(nèi)的板極 P (Plate )收集未能被散射的透射電子。圖3為測量氣體原子總散射截面的原

18、理圖，當(dāng)燈絲加熱后，就有電子自陰極逸出，設(shè)陰極電流為丨人，電子在加速電壓的作用下， 有一部分電子在到達柵極之前，被屏極接收，形成電流Is1 ;有一部分穿越屏極上的矩形孔，形成電流Io，由于屏極上的矩形孔與板極P之間是一個等勢空間，所以電子穿越矩形孔后就圖3測量氣體原子總散射截面的原理圖以恒速運動，受到氣體原子散射的電子則到達屏極，形成散射電流Is2 ;而未受到散射的電子則到達板極P,形成板流1 P,因此有1 K - 1 01 S1(11)(12)I S = I S1 I S2丨0 =丨P I S2(13)電子在等勢區(qū)內(nèi)的散射概率為：Ps =1(14)可見，只要分別測量出 I P和I0即可以求得

19、散射幾率。從上面論述可知，丨P可以直接測得，至于I0則需要用間接的方法測定。由于陰極電流“分成兩部分Is1和丨。，它們不僅與人成比例，而且他們之間也有一定的比例關(guān)系，這一比值稱為幾何因子f，即有S1(15)幾何因子f是由電極間相對張角及空間電荷效應(yīng)所決定，即f與管子的幾何結(jié)構(gòu)及所用的加速電壓、陰極電流有關(guān)。將式(15)帶入(14)式得到Ps =1S1(16)為了測量幾何因子 f，我們把電子碰撞管的管端部分浸入溫度為77K的液氮中,這時，管內(nèi)掉氣體凍結(jié)，在這種低溫狀態(tài)下，氣體原子的密度很小，對電子的散射 可以忽略不計，幾何因子 f就等于這時的板流 *與屏流Is之比，即(17)如果這時陰極電流和加

20、速電壓保持與式(14)和(15)時的相同，那么上式中的值與式(16)中掉相等，因此有PsI S1MiI sI P(18)由式(12)和(13)得到(19)由式(15)和(17)得到Is Ip “S1 I。Io = I S1IpIs(20)再根據(jù)式(19)和(20)得到I S1Is (Is Ip)(Is Ip )（21）將上式帶入式（18）得到Ip (Is Ip )Ip (Is Ip)（22）式（22）就是我們實驗中最終用來測量散射幾率的公式。電子總有效散射截面Q和散射幾率有如下的簡單關(guān)系:Ps 二 1 -exp(-QL)(23)式中L為屏極隔離板矩形孔到板極之間的距離。由（22）式和（23）式

21、可以得到:(24)QL因為L為一個常數(shù)，所以做'I/(IIp) ；_(I P(l s + Ip )丿和 7 Ec的關(guān)系曲線，即可以得到電子總有效散射截面與電子速度的關(guān)系。三、實驗儀器FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀主機兩臺（一臺為電源組，另外一臺是微 電流計和交流測量裝置）、電子碰撞管（包括管固定支架）、低溫容器（盛放液氮用, 液氮溫度77K）組成，實驗時還需要一臺雙蹤示波器。圖4 FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀四、實驗過程1. 交流測量測量線路如圖5所示，儀器連接如圖6所示。4 理解圖5所示的線路圖，按照圖6所示，將兩臺FD-RTE-A冉紹爾一湯森效應(yīng)實驗 儀主機和電子

22、碰撞管以及雙蹤示波器相連。5 打開主機和示波器電源，調(diào)節(jié)電子碰撞管陰極電源Eh ”至2V'左右，（燈絲的正常工作電壓為6.3V，實驗中應(yīng)該降壓使用，例如 2V或者3V）,補償電壓 EC ” 先調(diào)節(jié)至0V'。6 示波器觸發(fā)源選 外接”，觸發(fā)耦合選擇 AC',選CH1, CH2雙蹤”觀察方式，置 CH偽AC'耦合，50mV或者1OOmV檔。置CH2為AC'耦合，50mV或者1OOmV 檔。7 調(diào)節(jié)電位器 ADJUST1可以改變交流加速電壓的幅度，調(diào)節(jié)電位器ADJUST2 的大小，改變示波器x軸的掃描幅度。這是可以在示波器上定性觀察到電流Ip和1 S與加速電壓

23、的關(guān)系。8 注意：此時的加速電壓不宜過大，否則氣體原子將被電離，使管流急劇增加， 此時應(yīng)將加速電壓降低到氣體原子的電離電位以下（氙的電離電位約為 12.13V ）。9 保溫杯中注入液氮，把碰撞管下部約1/2浸入液氮（注意：電子碰撞管應(yīng)該緩慢浸入液氮，以避免管殼突然受冷而爆裂），示波器觀察S板和P板電流的變化，并與室溫下曲線做比較，思考變化的原因。圖5交流測量冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗線路圖圖6交流測量冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗儀器連接圖2. 直流測量測量線路如圖7所示，儀器連接如圖8所示。圖7直流測量冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗線路圖7 在前面交流測量冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗的基礎(chǔ)上（即保證示波器觀察到的波形符合實驗

24、要求），理解圖7所示的電路圖，直流測量冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗。按 照圖8所示的儀器連接圖，將兩臺 FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀主機和 電子碰撞管相連。8 首先打開FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀微電流計主機，調(diào)節(jié)微電流計CURRENT1 P MEASURE和CURRENT1 S MEASURE的調(diào)零電位器，將示值全部 調(diào)節(jié)為0.000 ”（注意此時應(yīng)該將兩個換檔開關(guān)全部置于最小，即左邊CURRENTIp MEASURE置于 2 "A ”檔，右邊 CURRENT1 S MEASURE檔置于 20 "A ”檔）。9 打開FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀電源組

25、主機電源開關(guān)，將燈絲電壓“Eh ”調(diào)至2.000V ”，直流加速電壓“Ea ”和補償電壓“Ec ”全部調(diào)節(jié)至 0.000V ”。圖8直流測量冉紹爾-湯森效應(yīng)實驗儀器連接圖38調(diào)節(jié)FD-RTE-A型冉紹爾湯森效應(yīng)實驗儀電源組主機電源上的直流加速電壓<Ea ”旋鈕（往負電壓調(diào)節(jié)），等到微電流計主機上兩個表頭示值全部為0.000時，把碰撞管下部約1/2浸入液氮（注意：電子碰撞管應(yīng)該緩慢浸入液氮，以 避免管殼突然受冷而爆裂），調(diào)節(jié)Ea ”旋鈕觀察微電流計兩個表頭是否同時有 電流出現(xiàn)。如果不是同時出現(xiàn)電流，適當(dāng)改變補償電壓 Ec”的值，再調(diào)節(jié)直流 加速電壓Ea ”旋鈕觀察此時是否兩個微電流計是否同

26、時有電流（注意此時保 證電子碰撞管約1/2浸入液氮），如果同時有電流，記錄此時的補償電壓值的大 小，后面測量中固定此補償電壓值。如果仍舊不是同時有電流，重復(fù)以上過程，直至達到上述要求。39低溫下（液氮溫度77K）,即將電子碰撞管下半部分浸入液氮，從0 10V逐漸增加加速電壓（2V以下每隔0.1V記錄一次數(shù)據(jù)，2V-3V可以每隔0.2V測量，以后* *每隔0.5V測量），列表記錄每一點對應(yīng)的電流Ip和Is的大?。ň唧w參照實驗數(shù)據(jù)例）。40將電子碰撞管從保溫杯中取出，將保溫杯中剩余的液氮注入大的液氮杜瓦瓶 中，等到電子碰撞管恢復(fù)到室溫情況，調(diào)節(jié)加速電壓為零，此時為保持陰極溫 度不變，改變燈絲電壓E

27、h的大小，使得在加速電壓Ea = 1 V的情況下I + I = I * +1 */Ip Is Ip Is，這是因為在加速電壓為1V時的散射幾率最小，最接近真空的情況。41參照低溫下的情況， 逐漸增加加速電壓，列表記錄每一點對應(yīng)的電流Ip和1 s的大小。做ln （I P Is/Is 1 p） Va關(guān)系圖，或者根據(jù)公式（14）做R Va的 關(guān)系圖，測量低能電子與氣體原子的散射幾率PS隨著電子能量變化的關(guān)系。五、實驗數(shù)據(jù)（僅供參考）2 交流測量（燈絲電壓 Eh=3.33V,補償電壓Ec=i.5iv）使用交流測量加速電壓測量時，在示波器上可以觀察到以下曲線：圖9室溫下示波器測量曲線圖10低溫下（液氮）

28、示波器測量曲線2.直流測量測量數(shù)據(jù)如下：室溫下燈絲電壓Eh=2.33V，液氮溫度下燈絲電壓 Eh=2.00v，補償電壓 Ec=2.oov。表1室溫和液氮溫度下測量加速電壓與板極電壓、柵極電壓的關(guān)系Ea（V）lp*A)Is* (BA)Ip (»A)I s 岸 A)10 Ip 岸A)卮PsQL0.10.1921.060.1231.161.230.320.370.470.20.2821.880.1901.931.900.450.310.380.30.3973.070.2893.132.890.550.260.300.40.5334.620.4084.684.080.630.220.250.

29、50.6856.430.5506.625.500.710.200.230.60.8848.850.7148.997.140.770.190.210.71.10711.610.88911.668.890.840.190.210.81.36214.871.09114.9910.910.890.190.210.91.61118.401.29118.6012.910.950.190.221.01.88723.001.50023.4015.001.000.210.231.12.16027.501.70628.2017.061.050.220.241.22.45032.301.90933.6019.091

30、.100.240.271.32.75037.502.07038.8020.701.140.260.301.43.07042.902.23044.4022.301.180.280.331.53.39048.402.38050.6023.801.220.310.381.63.72054.302.49056.6024.901.260.340.421.74.06060.602.60063.5026.001.300.370.471.84.41067.002.68069.9026.801.340.400.511.94.78073.802.75076.9027.501.380.430.572.05.1408

31、0.602.80084.1028.001.410.460.622.25.86094.402.87098.9028.701.480.520.732.46.630109.202.900113.8029.001.550.570.832.67.400124.102.900129.3029.001.610.610.942.88.210139.602.890144.9028.901.670.651.043.09.040155.302.870160.5028.701.730.681.143.511.100194.002.820198.0028.201.870.741.354.013.130231.002.8

32、10236.0028.102.000.781.524.515.090270.002.830273.0028.302.120.811.645.016.940308.002.900309.0029.002.240.821.726.020.600390.003.220383.0032.202.450.831.797.024.100475.003.770454.0037.702.650.831.778.027.300558.004.500528.0045.002.830.821.719.030.700640.005.650604.0056.503.000.801.6010.034.300715.007

33、.370682.0073.703.160.771.45表中1 P和1 S以及1 P和1 S分別為室溫和液氮溫度下板極電流和柵極電流的測量值，101 p是為了能夠更好的觀察室溫下和液氮低溫下1 p電流與加速電壓的關(guān)系而做的一個轉(zhuǎn)換，這相當(dāng)于交流加速電壓情況下用示波器測量時，室溫下的電壓 檔為液氮低溫情況下的10倍。30.00A iA AAAk<)£A0A A A5-A 10Ip0 IP*做板極電流與加速電壓的關(guān)系曲線得到：25.0010.005.06.020.00AP 15.003.04.0Ea(V)5.000.001.02.00.0圖11板極電流1Ip（液氮溫度下）與加速電壓

34、Va的關(guān)系作總有效散射截面QL（ L為一常數(shù)）與加速電壓平方根- Ea （反映電子速度）的關(guān)系圖以及電子散射概率Ps與加速電壓平方根- Ea （反映電子速度）的關(guān)系圖。2.00圖12總有效散射截面與加速電壓平方根（電子速度）的關(guān)系曲線0.900.00i, AEsAAALfA_A/0.800.700.600.400.300.200.100.000.501.001.502.002.503.003.50。0.50PSqrt(Ea)圖13電子散射概率與加速電壓平方根（電子速度）的關(guān)系從以上作圖所得到的兩個曲線可以看出，電子散射概率和總有效散射截面和電子的運動速度密切相關(guān)，電子能量降到6eV時，散射截面達到極大值；進一步降低電子能量，散射截面急劇減小，當(dāng)電