1.7B金属电子逸出功的测量扩展实验1.doc

金属电子逸出功的测量扩展实验理工院光信息07级2班 实验者：刘关玉 学号：07305958一． 实验内容利用金属电子逸出功测定仪研究轴向磁场对自由电子的磁控条件、真空二极管的伏安特性，测定电子的质荷比，研究金属中自由电子的费米-狄拉克分布状态1． 磁控法测定电子的荷质比2． 利用真空二极管的伏安特性测定电子的荷质比3． 磁控法研究金属中自由电子的费米-狄拉克分布状态（自由选做） 二、实验原理（1）用示波管法测定电子比荷的实验中，利用了电子射线在均匀磁场中受洛仑兹力作用，产生磁聚焦的原理测定的与此类似，如果将理想二极管也置于磁场中，二极管中径向运动的电子六将受到洛仑兹力的作用而做曲线运动当磁场强度达到一定值时，做曲线运动的径向将不再能达到阳极而“断流我们利用这一现象来测定电子的比荷此其一称磁控法根据单电子近似，有如下方程：有斜率可以求得荷质比 　研究理想真空二极管的伏安特性既然理想二极管是一个二极管，它必然有伏安特定对于真空电子管的伏-安特性，当阳极电压不太高时，即阳极电流未达到饱和前，极间的空间电荷（聚集在阴极附近的电子云）将起作用因此，理想二极管的伏-安特性不是线性的，这一非线性的伏-安特性，既是电子流产生的，它和电子本性有什么联系呢？研究理想二极管在正向导通但未饱和时的伏安特性也是很有意思的Z 理论推导和实验表明, 其阳极电流I a 与阳极电压U a 的关系是一条非线性曲线, 在阳极电流导通的初始阶段I a 和近似成线性关系, 即做此实验时请注意, 由于阳极电流I a 与灯丝温度T 的平方近似成正比, 灯丝电流稍有不稳即引起灯丝温度的改变, 从而明显对阳极电流造成影响, 所以, 选用灯丝电流高度稳定的实验仪器是实验能否成功的关键Z此外, 理想二极管阳极长度l 和内半径a, 由于制造公差标准参量往往与实际尺寸出入较大, 实验时最好用移测显微镜对理想二极管的l, a 重新进行测量三、实验步骤1 磁控法测定电子的比荷 （1）在原有金属电子逸出功测定电路连线的基础上，加上励磁回路（2）调节灯丝电流（建议值），测定阳极电压分别为1、2、3、4、5、6、7V下的不同励磁电流下的阳极电流值（3）作不同下的-关系曲线，利用作图法或线性拟合法求出系数K（4）利用有关公式求出电子的比荷表一 不同的，数据按表一数据绘制图，从图中求出，并将，，列于下表表二，，，的数据Ua/V/A/A2用最小二乘法线性拟合求得直线斜率K代入公式, 求得电子的比荷2 利用真空二极管的伏-安特性测定电子的荷质比（1）按原有金属电子逸出功测定电路连接（2）调节灯丝电流（建议值），测定阳极电压分别为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，6.0，8.0，10V下的阳极电流值（3）做I关系曲线，利用作图法或线性拟合法求出系数K（4）利用有关公式求出电子的比荷表三，，，数据用最小二乘法线性拟合求得直线斜率K带入公式求得比荷。