YMP-6108 # 金屬電子逸出功實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)簡介

YMP-6108型實(shí)驗(yàn)裝置通過測量金屬鎢的電子逸出功，將鎢絲作為“理想”二極管的陰極材料，陽極做成與陰極共軸的金屬圓環(huán)，把陰極發(fā)射端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)。為了避免陰極的冷端效應(yīng)（兩端溫度較低）和電場不均勻等邊緣效應(yīng)，在陽極兩端各加裝一個(gè)保護(hù)（補(bǔ)償）電極，它們與陽極同電位但與陽極絕緣。

當(dāng)鎢絲通電發(fā)光發(fā)熱后，金屬內(nèi)部部分熱電子獲得大于逸出功的能量，從金屬表面逃逸形成熱電子發(fā)射電流。根據(jù)金屬中電子能量遵從費(fèi)米-狄拉克量子統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，獲得熱電子發(fā)射電流公式，從而計(jì)算逸出功（WorkFunction）。

本實(shí)驗(yàn)如果增加一個(gè)電源和一個(gè)螺線管線圈可以升級為理想真空二極管綜合實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以增加：電子在徑向電場和軸向磁場中的運(yùn)動(dòng)；費(fèi)米-狄拉克分布的研究；理想真空二極管的伏安特性。

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1. 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)律和掌握電子逸出功的測量方法。

3. 用里查遜直線法分析陰極材料(鎢)的電子逸出功。

YMP-6108 # 金屬電子逸出功實(shí)驗(yàn)裝置特點(diǎn)

• 理想真空二極管透明直觀

  理想真空二極管安裝在的管座之上，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)（鎢絲發(fā)光），還可以有效地保護(hù)真空二極管（玻璃器件）。獨(dú)立的管座上印有直觀的實(shí)驗(yàn)原理圖，可以使得學(xué)生更好的理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)原理，也方便連接導(dǎo)線。

  

• 陽極電流測量準(zhǔn)確穩(wěn)定

  采用微安級電流放大器測量陽極電流，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。

• 陽極電壓輸出高效精準(zhǔn)

  采用線性電源作為陽極電壓電源，輸出幅度達(dá)到高達(dá)160.0V，可以穩(wěn)定、高效地提供真空二極管的陽極電壓。

• 可拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

  本實(shí)驗(yàn)增加一個(gè)電源和一個(gè)螺線管線圈即可升級為理想真空二極管綜合實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以增加：電子在徑向電場和軸向磁場中的運(yùn)動(dòng)；費(fèi)米-狄拉克分布的研究；理想真空二極管的伏安特性。

• 可拓展為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)

  數(shù)字化實(shí)驗(yàn)：儀器可以選配2路數(shù)據(jù)采集接口和電壓傳感器，可以升級成為基于電腦的數(shù)字化數(shù)據(jù)采集和分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

  
  

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

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。

2. 在不同溫度T時(shí)所算得的　lg( I / T²) 和　1/T　圖。

直線斜率：m = -22756

逸出電勢: φ = 4.52 (V)

逸出功（功函數(shù)）eφ = 4.52 eV

與逸出功（功函數(shù)）公的認(rèn)值　eφ=4.54eV　相比的相對誤差：E_r = 0.53%

選配件

無線電壓傳感器【YSC-4201】