金属电子逸出功测定.ppt

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电子发射
电子发射的分类
热电子发射
无线电电子学的基础
真空管中从通电加热的金属丝阴极表面逸出电子的现象
光电发射
靠光照射金属表面引起电子发射。
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。( )
电子发射
电子发射的分类
热电子发射
无线电电子学的基础
真空管中从通电加热的金属丝阴极表面逸出电子的现象
光电发射
靠光照射金属表面引起电子发射。
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。
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
场效应发射
靠外加强电场引起电子发射
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金属电子逸出功
真空二极管的结构
阴极K 通以电流 If 加热
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 Ia 通过
金属电子逸出功
金属中电子能量分布
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)
逸出功定义：
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如何通过真空管来测量金属逸出功？？
热电子发射公式
玻尔兹曼常数, k = ×10－23焦开
逸出功
发射热电子的阴极的绝对温度
热电子发射的电流强度
和阴极表面化学纯度有关的系数
阴极有效发射面积
这两个量是难以直接测定的 ?????
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理查逊直线法
由 曲线图求得直线斜率，可以计算出电子的逸出电势V
灯丝温度T由灯丝电流If得出
零电场发射电流 I 如何求得？？
灯丝电流If /A






灯丝温度T/103K






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外延法求零场发射电流 I
肖特基效应
在阳极和阴极间加一个加速电场Ea (为什么？？)
Ea 的存在使阴极表面的势垒降低，因而逸出功减小，放射电流增大，
求出一组I(T)数据！
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金属逸出功的测定
外延法求零场发射电流 I
查理逊直线法求逸出电势V
金属电子荷质比的测定
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利用真空二极管测量电子荷质比
磁控条件
理想二极管外套一通电励磁线圈，则原来沿径向运动的电子在轴向磁场作用下，运动轨迹将发生弯曲
在理想情况下电子经圆周运动后又返回阴极附近不再到达阳极，从而使阳极电流迅速下降，此时称为临界状态
进一步增强磁场，电子运动的圆半径继续减小，电子无法到达阳极，就会造成阳极电流“断流”
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热发射电子在磁场中的运动
单电子近似的讨论
阳极加速
电场能
热激发能量
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热发射电子在磁场中的运动
多电子运动的统计规律
阴极发射电子的能量分布遵循费米分布
不同速率电子的临界半径不同
定义多数电子处于临界状态(即不到阳极)
实验观察阳极电流Ia与励磁电流 Is的关系
在一定的阳极加速电压Ua下， Ia~Is曲线如图
取阳极电流最大值约1/4高度的点Q作为临界点，相应的阳极电流为临界电流 IC
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利用磁控曲线求电子荷质比
将测得的 Ua~Ic2 数据组用图解法或最小二乘法求得斜率K
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拓展内容
由于制造材料和加工工艺的差异，理想二极管的最佳实验临界点有一个从1/3~1/ 1/3~1/5范围内的其它位置. ，不同阳极电压下的曲线所取的Q点高度的比例保持一致
对数据处理结果进行分析和讨论
对本方法与其他测定荷质比的方法进行比较
实验仪器以及使用
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实验仪器
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实验仪器
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配套软件使用
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配套软件使用
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注意事项
灯丝加热到稳定温度需要一定时间。改变灯丝电流后需等待2～3分钟；应先做灯丝温度低的，逐步升高。
，理想二极管必须轻拿轻放。
结束时,先将加速电压调为零,再把灯丝电流调到最小。