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Vv 增补实验：金属电子逸出功的测定
【实验目的】
了解热电子发射的基本规律，验证肖特基效应；
学习用理查森直线法处理数据，测量电子逸出电位。
【实验原理】
二十世纪前半叶，物理学在工程技术方面最引人注目的应用之一是在无线电电子方射电流的测量。为此，必须维持阳极电位高于阴极，即在阳极与阴极之间加一个加速电场
Ea，使热电子一旦溢出就能迅速飞往阳极。图4是测量1°的示意图。
图4测量Ie的示意图
外加速场Ea固然可以消去空间电荷积累的影响，然而正是由于Ea的存在，就不能不影 响热电子的发射，即出现肖特基效应。所谓肖特基效应是指在热电子发射过程中受到阳极加 速电场的作用影响，使热电子从阴极发射出来将得到一个辅助作用，因而增加了热电子发射 的数量，实际测量值叮自然不是真正的Ie值，而必须做相应的处理。根据肖特基的研究， 在加速电场Ea的作用下，热电子发射电流叮与Ea有如下关系：
Ie+ = lee0439 Vua：/T (3)
上式中Ie+与Ie分别为在加速电场Ea及Ea=0时的发射电流。同样，对(3)式取以10为底 的对数，得：
lg le+ = lg 1c + Vua/ T (4)
如果把阴极和阳极作成共轴圆柱形，ri和r2分别为阴极和阳极的半径，Ua为阳极电压，如 忽略接触电位差及其他影响，加速电场可以表示为
Ea= Ua/ rl (In r2 - In ri)
则(4)式变为
lg le+ = lg 1c + ( T) /rj (lnr2-ln n) VUa (5) 由（5）式可见，在阴极温度及管子结构•定的情况下，lgh+与成线性关系，因此可 以用作图法处理数据。以为横坐标，lgle+为纵坐标作lgle+〜实验关系，将这个 直线型实验关系外推到亦=0处，获得截距数值C,而C=lgb由此可以间接获得不同 温度条件（即不同If下的）下的Ie值，如图5所示。
图5 lg Ic ~VUa关系曲线
温度T的测量
在热电子发射公式的指数项中包括有温度T,所以阴极温度测量的误差对实验结果影响 很大，因此，准确地测定阴极温度是热电子发射实验研究的一个重要方面。
本实验采用通过测量阴极加热电流，利用灯丝电流与灯丝温度关系的数值表来确定阴 极温度T。应该指出：加热电流If与灯丝温度的关系并不是一成不变的，它与阴极的材料的 纯度有关，管子的结构也影响阴极的热辐射。在表1中我们给出LB-MTP金属电子逸出功 实验仪的经验数据
表1阴极灯丝电流与阴极温度的经验关系
灯丝电流
（A）







灯丝温度
（103K）







本实验仪所用电子管直热式理想二极管，阳极是用鎳片制成的圆筒形电极（半径r2 = ）,在阳极上有一个小孔以便用光测高温计（利用黑体辐射原理制成的商业化产品） 测定阴极灯丝的温度。为了避免灯丝有冷端效应和电场边缘效应，在阳极两端装有两个保护 电极，保护电极与阳极加同一电压，但其电流不计入热电子发射电流。
【实验仪器】
LM-MTP金属电子逸出功实验仪的