文档介绍：《金属电子逸出功的测定》实验指导与报告要求一、电子发射 1、电子发射的分类: ⑴、光电发射:靠光照射金属表面引起电子发射。⑵、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。⑶、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⑷、场效应发射:靠外加强电场引起电子发射 2 、热电子发射⑴、无线电电子学的基础⑵、真空管中从通电加热的金属丝阴极表面逸出电子的现象二、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。 2、学****一种数据处理方法。三、金属电子逸出功的测定原理简述 1 、真空二极管的结构 a) 阴极 K 通以电流 I f 加热 b) 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 I a 通过 2 、金属电子逸出功⑴金属中电子能量分布根据固体物理学中金属电子理论,金属中传导电子的能量分布按费米- 狄拉克( Fermi-Dirac ) 分布,即: 1 )2( 4 2 12 33+ π= - kT WW Fe WmhdW dN 式中 W F 称费米能级。 c) 金属- 真空界面表面势垒曲线(x 为电子距离金属表面的距离) d) 逸出功定义: eV EEE Fb??? 0 ⑵、根据费米- 狄拉克能量分布公式,可以推导出热电子发射公式,称里查逊- 杜什曼( Richardson-Dushman ) 公式。 kT eVe AST I -= 2 式中: I- 热电子发射的电流强度(A) S- 阴极金属的有效发射面积(cm 2) k- 玻尔兹曼常数 T- 绝对温度 eV- 金属的逸出功 A- 与阴极化学纯度有关的系数 3 、肖脱基效应 kT ee AST I Φ-= 2 式中的 I 是不存在外电场时的阴极热发射电流。无外场时,电子不断地从阴极发射出来, 在飞向阳极的途中, 必然形成空间电荷, 空间电荷在阴极附近形成的电场, 正好阻止热电子的发射, 这就严重地影响发射电流的测量。为了消除空间电荷的影响, 在阳极加一正电压,于是阳极和阴极之间形成一加速电场 E a ,使电子加速飞向阳极。然而由于 E a 的存在, 使阴极发射电子得到助力, 发射电流较无电场时大。这一现象称肖特基( Schottky ) 效应。根据二极管理论, 考虑到阴极和阳极共轴, 且是园柱形, 并忽略接触电势差和其它影响, 可推得 a a aaUr rr IIT EII 1 21 ln log log exp ????????????式中 I a和I 0 分别是加速电场为 E a 和零时的阴极发射电流;r 1和r 2 分别为阴极和阳极的半径; U a 为阳极电压。 4 、外延法求零场发射电流???????? 66 11a logI ~IT ITU a? 5 、查理逊直线法求逸出电势求斜率做曲线图, 1, log ,, 1, log 6 26 61 21 1????????????????TT ITT I?【实验内容】 1 、按图接好线路,经检查无误后,接通电源予热 10 分钟。(阳极+连1 接线柱。阳极- 连6 接线柱,灯丝电压+连3 接线柱, --连5 接线柱,安培表正极连 4 接线柱,负极连 5接线柱,微安表正极连 1 接线柱,负极连 2 接线柱) 2 、取不同的灯丝电流 I f( 即对应于不同的温度 T) ,从