金屬電子逸出功的測(cè)量與分析

1、金屬逸出功的測(cè)量與分析2009年10月11日物理工程與技術(shù)學(xué)院光信息科學(xué)與技術(shù)07級(jí)1班 實(shí)驗(yàn)人：樂(lè)廣龍07305939 參加人： 林銘07305938【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?，了解費(fèi)米狄拉克量子統(tǒng)計(jì)規(guī)律；2，理解熱電子發(fā)射規(guī)律和掌握逸出功的測(cè)量方法；3，用理查遜直線法分析印記材料（鎢）的電子逸出功?！緦?shí)驗(yàn)原理】（1）電子需要Wo=Wa-Wf才能逸出。（2）熱發(fā)射電流密度J = AT 2e-沖kt（3）A.由于A以及面積S難以測(cè)量：ln（ ） = ln（ AS） -T 2KT則ln（二）與-為線性關(guān)系,利用此方法實(shí)驗(yàn)稱(chēng)理查遜直線法。T 2 TB.發(fā)射電流測(cè)量加入電場(chǎng)E，電流作相應(yīng)修正：在選定溫度下：ln

2、 IU，由直線斜率可得零場(chǎng)發(fā)射電流IC.溫度測(cè)量由T日，關(guān)系曲線得出?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1，按電路圖連接電路，注意U a與U f勿連接錯(cuò)誤；2，取燈絲電流I,為0.600、0.625、0.650-0.775A，求得燈絲溫度； 3，對(duì)應(yīng)每燈絲電流，測(cè)量陽(yáng)極電壓U分別為25、36、49、64、81、100、121及144V對(duì)應(yīng)陽(yáng)極電流I ，陽(yáng)極電壓先粗調(diào)，再微調(diào)。作ln rn E 圖，采用擬合方法求ln I ;作ln（-寸）一圖，擬合出逸出功與實(shí)驗(yàn)誤差。T 2 T【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】1,燈絲溫度轉(zhuǎn)換如表1護(hù)0.6000.6250.6500.6750.7000.7250.7500.755T/k1880192

3、C196020002040208021202128表1燈絲溫度2，對(duì)應(yīng)陽(yáng)極電流以及求ln I，有下表（原始數(shù)據(jù)見(jiàn)預(yù)習(xí)報(bào)告）:T/K1880192019602000204020802120212825V-2.8302-2.2256-1.6348-1.1026-0.5639-0.083380.4154150.4824336V-2.8134-2.2073-1.6145-1.0847-0.5465-0.052350.4278790.4959249V-2.7969-2.1893-1.5995-1.07-0.5293-0.036660.4510760.5074264V-2.7806-2.1716-1.57

4、99-1.0385-0.5125-0.021220.4681270.526581V-2.7646-2.1542-1.5654-1.0217-0.4959-0.005010.4879660.54349100V-2.7489-2.1371-1.5187-1.0051-0.47970.010940.497740.5579121V-2.7181-2.1203-1.5325-0.9889-0.4620.0266420.5116250.57098144V-2.7031-2.1037-1.5187-0.9755-0.44790.0449730.5265020.58779lnI =-2.92396-2.311

5、58-1.72017-1.1958-0.64635-0.161480.336060.4044I = S0.053720.09910.179040.302460.523950.8508841.3994231.4984表2陽(yáng)極電流以及l(fā)g I、I3，作ln I 0（U 如下圖 18：圖184,作ig（乙）n 圖以及求鎢電子逸出功wT 2 T0ln(Is/T2)-18.002-17.432-16.398-15.888-15.442-14.982:-14.921-14.9211/T0.000530.000520.000510.00050.000490.0004810.0004720.00047表3 i

6、g(史)n 數(shù)據(jù)T2 T用origin作圖有:圖9再做線性擬合，圖9再做線性擬合，origin結(jié)果有：2009/1“ 12:12 /Graph2 (2455139)Linear Regression for DATA1_B:Y = A + B * XParameter Value ErrorA 8.47811 0.14054B -49746.96557 282.53898R SD N P-0.9999 0.01708 80.0001T說(shuō)明該曲線，ln( T說(shuō)明該曲線，ln( ) = ln( AS)-A = ln( AS ) = 8.47811 土 0.14054KT中，e-B = - = -4

7、9746.96557 土 282.53898此時(shí)，由 ln(二)=ln( AS)-紗或ln(二)=ln( AS) - 1.16048 x 10 4 -T 2KT T 2T做簡(jiǎn)單的變換，得出土 0.02435 WW - 1 QB _ (49746.96557土 282.53898) _42867土 0.02435 W11604.80 K.11604.814一、依 店 ala【l”、口 辛 4.54 4.28675與標(biāo)準(zhǔn)值4.54eV比較誤差,門(mén) 5.578%4.545,誤差分析：A,有上述圖像以及數(shù)據(jù)可以看出，lg I，口 ：U和lg(W) n 線性度都相當(dāng)高，可以預(yù)見(jiàn) s T 2 T實(shí)驗(yàn)應(yīng)該誤差不大。B，此處使用數(shù)據(jù)為第二周測(cè)量值，實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行充分預(yù)熱，測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)考慮了穩(wěn)定的問(wèn)題， 因此數(shù)據(jù)波蕩不大，線性擬合度均達(dá)到99.99%以上，當(dāng)然這也是數(shù)據(jù)較少量帶來(lái)的。C，最后lg(T) q 1在1/T=0.0053K-i處不接近線性，原猜測(cè)是預(yù)熱不夠，但是在第一周實(shí)T2 T驗(yàn)數(shù)據(jù)中同樣有一樣的情況，則原因不明。D，實(shí)驗(yàn)值比理論值偏小約5.578%是因?yàn)殡妶?chǎng)引入的偏差沒(méi)有完全去除.【思考與討論】1，本實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量哪些物理量？為什么？測(cè)量Uf、Ua以及If