金属电子逸出功的测定剖析.ppt

n 热电子发射 – 无线电电子学的基础 – 真空管中从通电加热的金属丝阴极表面逸出电子的现象 光电发射靠光照射金属表面引起电子发射 热电子发射加热金属使其中大量电子克服表面势垒而逸出 二次电子发射靠电子流或离子流轰击金属表面产生电子发射 场效应发射靠外加强电场引起电子发射 n 电子发射的分类 实验目的和要求 1、了解热电子发射规律 2、掌握逸出功的测量方法 3、学习一种数据处理方法 金属电子逸出功的测定 金属电子逸出功 • 真空二极管的结构 – 阴极K 通以电流 If 加热 – 阳极A上加以正电压，在 连接这两个电极的外电路 中将有电流 Ia 通过 • 金属电子逸出功 – 金属中电子能量分布 – 逸出功定义： EF Eb Ua 如何通过真空管来测量金属逸出功？ • 热电子发射公式 玻尔兹曼常数, k = 1.38×10－23焦开 逸出功 发射热电子的阴极 的绝对温度 热电子发射的 电流强度 和阴极表面化 学纯度有关的 系数 阴极有效 发射面积 这两个量是难以直 接测定的 ????? 理查逊直线法 • 由 曲线图求得直线斜率， 可以计算出电子的逸出电势V – 灯丝温度T由灯丝电流If得出 – 零电场发射电流 I 如何求得？？ 灯丝电流If /A0.50 0.550.600.650.700.75 灯丝温度T/103K 1.72 1.801.881.962.042.12 零场发射电流 I • 肖特基效应 – 在阳极和阴极间加一个加 速电场Ea (为什么？？) –Ea 的存在使阴极表面的势 垒降低，因而逸出功减小 ，放射电流增大。

求出一组I(T)数据！ 金属逸出功的测定 • • 零场发射电流零场发射电流 I I • • 查理逊直线法求逸出电势查理逊直线法求逸出电势V V 数据处理 Va(v) Ia(10- 6A) If (A) 2536496481100121144 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 lgIa T(103 k) 5.06.07.08.09.010.011.012.0 1.80 1.88 1.96 2.04 2.12 T（103k）1.801.881.962.042.12 lgI0 lg 2 表12-4 表12-5 表12-6 测量顺序 sqrt(Ua) ～ lgIa 的直线图 1/T ～ lg(I/T2) 的直线图 直线斜率：m＝ ；逸出功： ＝ eV；逸出功公认值： ＝4.54 eV； 相对误差E= % 数据处理 注意事项 1、实验开始，uA表量程调到最大，防止指针 摆坏 2、灯泡预热后，uA量程调小，灯丝电流变大 后，uA量程调大 3、uA表量程变化后，读数缩小或者扩大几倍 4、灯丝电流不宜太大 5、结束时,先将加速电压调为零,再把灯丝电流 调到最小。

电路连接 A + _ uA + _ 1 2 3 4 5 6 灯丝电流 阳极电压 阳极电压 +接1 –接6； 灯丝电流 +接3 –接5 uA +接1 –接2； A +接4 –接5 实验数据处理案例 逸出功： 相对误差 在实验误差所要求的范围内，本实验测得金属钨的逸出功与公认值： 4.54 eV是一致的 。