實驗原理

金屬中存在大量的自由電子，但電子在金屬內(nèi)部所具有的能量低于在外部所具有的能量，因而電子逸出金屬時需要給電子提供一定的能量，這份能量稱為電子逸出功。研究電子逸出是一項很有意義的工作，很多電子器件都與電子發(fā)射有關(guān)，如電視機(jī)的電子槍，它的發(fā)射效果會影響電視機(jī)的質(zhì)量，因此研究這種材料的物理性質(zhì)，對提高材料的性能是十分重要的。

儀器概述

本實驗通過測量金屬鎢的電子逸出功，將鎢絲作為“理想”二極管陰極材料，陽極做成與陰極共軸的圓柱，把陰極發(fā)射面限制在溫度均勻的一定長度內(nèi)而又可以近似的把電極看成是無限長的無邊緣效應(yīng)的理想狀態(tài)。金屬電子逸出功(功函數(shù))的測定實驗，綜合性地應(yīng)用了里查遜直線測定法、外延測量法和補償測量法等基本實驗方法。在數(shù)據(jù)處理方面有比較好的技巧性訓(xùn)練。因此，這是一個比較有意義的實驗。

儀器特點

1. 獨立的理想真空二極管座：理想真空二極管插在獨立的管座之上，并且配有透明的亞克力保護(hù)罩，既可以直觀的觀察真空二極管的工作狀態(tài)，還可以有效地保護(hù)玻璃器件。獨立的管座上刻有清晰的實驗原理圖，可以使得學(xué)生更好的理解整個實驗原理。

   

2. 精確的陽極電流測量模塊：陽極電流測量模塊采用微安級電流放大器，采用四位半數(shù)顯表，測量范圍可達(dá)0.1uA~20mA，可以準(zhǔn)確、精細(xì)、穩(wěn)定地測量到微弱的陽極電流。

3. 穩(wěn)定的陽極電壓輸出模塊：陽極電壓輸出采用線性電源，輸出幅度達(dá)到0~160.0V，可以穩(wěn)定、高效地提供真空二極管的陽極電壓。

4. 便捷的數(shù)據(jù)采集接口：實驗電源配置2個模擬數(shù)據(jù)采集接口，可以連接電壓傳感器和PASCO數(shù)據(jù)采集軟件，可以實時地采集大量的數(shù)據(jù)來分析測試結(jié)果，方便、快捷、高效地完成實驗內(nèi)容。

   

   
   

實驗內(nèi)容及典型數(shù)據(jù)

表1：在不同陽極電壓和燈絲溫度下的陽極電流及其對數(shù)值，作　l_gI_a～√U_a 圖，得到不同溫度下的截距　l_gI 填入表2。

表2: 在不同溫度T時所算得的　lg( I / T²) 和　1/T　的值

根據(jù)表2作 lg( I / T²) ～1/T 圖，求直線斜率 m

直線斜率：m = -22802

逸出電勢: φ = 4.53 (V)

逸出功（功函數(shù)）eφ = 4.53 eV

與逸出功（功函數(shù)）*值　eφ=4.54eV　相比的相對誤差：E_r = 0.33%

部件清單

金屬電子逸出功實驗儀   BEM-5715   

理想真空二極管盒   BEM-5716

連接導(dǎo)線，香蕉插頭，0.8米，紅   BC-105084   【2】

連接導(dǎo)線，香蕉插頭，0.8米，黑   BC-105083   【2】

連接導(dǎo)線, 1m, 紅   BC-105074

連接導(dǎo)線, 1m, 黑   BC-105073

電源線   BC-105075

用戶手冊   CD-M-BEX-8509B

數(shù)字化實驗選配件

UI-5400    Capstone數(shù)據(jù)采集軟件

PS-3211    無線電壓傳感器　【2】