文档介绍：金属电子逸出功的测定
一．查阅金属电子逸出功的科技作用
金属电子逸出功（或逸出电位）的测定实验，综合性地应用了直线测定法、外延测量法和补偿测量法等基本实验方法。在数据处理方面有比较好地技巧性训练。因此，这是一个比较有意义的实验。在国外，其中一部分电子的能量大于势垒Eb。这样，能量大于势垒Eb的电子就可以从金属中发射出来。因此，逸出功e的大小，对热电子发射的强弱，具有决定性作用。
E
Eb
（1）Eo
（2） EF
（3） Eb
O
X
图二
2、热电子发射公式
根据费密－狄喇克能量分布公式（1），可以导出热电子发射的里查孙－热西曼公式
（2）
式中I—热电子发射的电流强度，单位为安培。
和阴极表面化学纯度有关的系数，单位为安培·米－2·开－2。
S—阴极的有效发射面积，单位为米2。
T—发射热电子的阴极的绝对温度，单位为开。
k—×10－23焦耳·开－1。
原则上我们只要测定I、A、S和T，就可以根据（2）式计算出阴极材料的逸出功e。但困难在于A和S这两个量是难以直接测定的，所以在实际测量中常用下述的里查孙直线法，以设法避开A和S的测量。
3、里查孙直线法
将（2）式两边除以T2，再取对数得
（3）
从（3）式中可见，log与成线性关系。如以为纵坐标，以为横坐标作图，从所得直线的斜率，即可求出电子得逸出电位，从而求出电子的逸出功e，该方法叫里查孙直线法。其好处是可以不必求出A和S的具体数值，直接从I和T就可以得出的值，A和S的影响只是使直线产生平移。类似的这种处理方法在实验和科研中很有用处。
4、从加速电场外延求零场电流
为了维持阴极发射的热电子能连续不断地飞向阳极，必须在阴极和阳极间外加一个加速电场Ea。然而由于Ea的存在会使阴极表面的势垒Eb降低，因而逸出功减小，发射电流增大，这一现象称为肖脱基效应。可以证明，在阴极表面加速电场E
a的作用下，阴极发射电流Ia与Ea有如下的关系
（4）
式中Ia和I分别是加速电场为Ea和零时的发射电流。对（4）式取对数得
（5）
如果把阴极和阳极做成共轴圆柱形，并忽略接触电位差和其它影响，则加速电场可表示为
（6）
式中r1和r2分别为阴极和阳极的半径，Ua为阳极电压，将（6）式代入（5）式得
（7）
由（7）式可见，对于一定尺寸的管子，当阴极的温度T一定时，logIa和成线性关系。如果以logIa为纵坐标，以为横坐标作图，如图三所示。。
综上所述，要测定金属材料的逸出功，首先应该把被测材料做成二极管的阴极。当测定了阴极温度T，阳极电压Ua和发射电流Ia后，通过上述的数据处理，得到零场电流I。再根据（3）式，即可求出逸出功e（或逸出电位）。
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