文档介绍：大学物理实验报告纸
姓名 学号 专业班级
指导教师 同组人 实验日期
实验名称
［实验目的］
用李茶孙直线法测定金属（钨）电子的逸出功
学****直线测量法、外延测量法■和补偿测量法等多种基本试验方法
［实验原理］
热电子发射大学物理实验报告纸
姓名 学号 专业班级
指导教师 同组人 实验日期
实验名称
［实验目的］
用李茶孙直线法测定金属（钨）电子的逸出功
学****直线测量法、外延测量法■和补偿测量法等多种基本试验方法
［实验原理］
热电子发射测量电子逸出功的基本原理
真空二极管的阴极（用被测金属钨丝做成）通以电 流加热以提高阴极温度，温度的升高改变了金属钨丝内 电子的能量分布，使动能大于ef的电子增多，使动能 大于Eb的电子数达到可观测的大小，使从金属表面发 射出来的热电子达到可检测的数目，因此在阳极A未加 正电压（-4中Ua = 0）时，连接两个电极的外 电路中也将会检测到有热发射电流/ （称为零场电流） 通过。此零场电流强度I由理查逊-热西曼公式确定，有
()
I = AST 2exp （-叩） （）
它就是热电子发射测量趣子逸出功的基本原理公式。式中A是和阴极表面化学纯度有关的系数 （单位为A/（m2・K2））, S为阴极的有效发射面积（单位为m2）, T为发射热电子的阴极的绝对 温度（单位为K）, k为玻尔兹曼常数。此式显示出电子逸出功（绅）对热电子发射的强弱有 着决定性作用。
2，再取对数，得
lg— = lg AS - 绅 =1g AS — x 103中- （ ）
T 2 T
此式显示igT-.与T成线性关系。如以ig-T-为纵坐标，T为横坐标作图，由直线斜率即可求出 电子的逸出电势中和电子逸出功叩。这样的数学处理方法叫理查逊直线法。
零场电流I的测量
当热电子不断从阴极射出飞向阳极过程中形成空间电荷，空间电荷的电场阻碍后续的电子飞往 阳极，这就严重地影响零场电流的测量。为了克服空间电荷电场的影响，使电子一旦逸出就能
脱基效应，使阴极表面的势垒气降低，电子逸出功减小，发射电流变大，因而测 量得到的电流是在加速电场Ea的作用下阴极表面发射电流I，而不是零场电流I。可以 证明零场电流I与I的关系为"
=I exp
对上式取对数，曲线取直，有
( )
\.E
'g'a - lg' + a
通常把阴极和阳极做成共轴圆柱形，忽略接触电位差和其它影响，则加速电场可表示为
E =—U—，其中r和r分别为阴极和阳极的半径，U为阳极电压(-4)。
a r ln(r / r) 1 2 a
1 2 1
把E/代入上式得
( )
1
g a g : r ln(r / r)
V 1 2 1
此式是测量零级电流的基本公式。对于一定尺寸的二极管，当阴极的温度T 一定时，lgI
a
和Y可成线性关系。如果以lg Ia为纵坐标、以％可 为横坐标作图，这些直线的延长线 与纵坐标的交点为lgI。求反对数，可求出在一定温度下的零场电流I。
［实验仪器］
WF-2型金属电子逸出功测定仪和理想(标准)二极管。逸出