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钨逸出电位的测量-普物实验讲义
钨逸出电位的测量
真空管在无线电电子学中起着重要作用，因此研究真空管灯丝的热电子发射以及金属逸出功的问题具有现实意义。灯丝的温度越高或灯丝金属的逸出功越小，灯丝发射的电流密度越大。因此选择熔点高、 （4）
式中，为外电场为时的发射电流，为零场发射电流。如果把阴极和阳极作成共轴的圆柱体，并近似为无限长的圆柱体，可得到阴极表面附近场强与电位的关系为
（5）
式中，、分别为阴极及阳极圆柱面的半径，为外加电压，为接触电位差及其它原因形成的电位差。通常>>，可以忽略。对（4）式取对数，则得
代入舍去的（5）式，则
（6）
0
图3 由～直线确定
（6）式表明，在一定温度下，与
成正比。作直线～，直线的纵轴截距即为，由此得到＝0时不含肖脱基效应的热电子发射电流，如图3所示。
阴极温度T的测量是否准确对实验结果的影响很大，是研究热电子发射中的一个很重要的问题。可以用
光测高温计测量灯丝温度，也可以通过测量阴极加热电流的方法来确定阴极温度。阴极温度与电流
的关系已有人测定并列表，如表1所示。
表1 灯丝电流与灯丝温度的对应关系
灯丝电流（A）







灯丝温度（103K）







【实验仪器】
LB－MEP－PC金属电子综合实验仪如图4所示。
本实验所用电子管为直热式理想二极管，管子结构及外形如图a所示。阴极由钨丝做成，阳极是用镍片做成的圆筒形电极（半径a＝
）。在阳极上有一小孔以便用光测高温计测定灯丝温度。为了避免灯丝有冷端效应和电场的边缘效应，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中。
测量线路原理如图b所示。实验时，可将理想二极管插入金属电子综合实验仪的管座上，按实验原理图将理想二极管的管座和金属电子综合实验仪的主机箱用导线连接好。出厂时，主机箱的电路已在仪器内部连接好，所以实验时只需按数字用导线一一对应连好即可。
实验仪面板如图c所示。为灯丝加热电流（～），为阳极电压（0～），为阳极电流（单位uA），为励磁电流（0～）。所有电表均为LED数字显示。
LB－MEP－PC金属电子综合实验仪可以用功能选择键来选择测量逸出功或者电子的荷质比。可以通过“手动/自动”选择开关来选择手动测量，或者通过计算机将所测得的电流、电压等变化曲线实时显示，并对实验数据进行拟合处理和结果分析，同时可对采集的数据进行图形保存、误差分析及实验结果打印等。
(a) 理想二极管 (b)测量线路原理图
(c)实验仪面板
图4 LB－MEP－PC金属电子综合实验仪
【实验步骤】
熟悉仪器，组装仪器。将理想二极管插入金属电子综合实验仪的管座上，按实验原理图将理想二极管的管座和金属电子综合实验仪的主机箱用导线连接好。
功能选择键分别选择“逸出功”和“手动”。
将灯丝加热电流设定在某一数值（）保持不变，预热10分钟。
从小到大缓慢改变阳极加速电压，测量＝16、25、36、49、64、81、100V时所对应的阴极发射电流值。
。每改变一次值都重复步骤4，。
根据所得数据列表并作～曲线，求得不同灯丝温度下的
值。
作～曲线，从直线斜率求得钨的逸出电位，并与理论值＝。
实验数据表格
表2在不同阳极加速电压和灯丝电流下的阳极电流







（A）
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表3 ～曲线数据表







（10-4K-1）
T（K）
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