Экспериментальное изучение характеристик вакуумного диода и определение работы выхода электронов из вольфрама

Страницы работы

Содержание работы

Кафедра физики

Отчет по лабораторной работе №6

Определение термоэмиссионных характеристик вольфрама.

Выполнил: Чанчин А.С., группа 1508

Проверил: Зинчик А.А.


Цель работы

Экспериментальное изучение характеристик вакуумного диода и определение  работы выхода электронов из вольфрама.

Теоретические основы лабораторной работы

ток насыщения

*плотность тока насыщения

По формуле Ричардсона-Дешмана:

(1), где G – Эмиссионная постоянная, k- постоянная Больцмана.

WЭ - Эффективное значение работы выхода

В результате эффектов Шоттки

На данном этапе требуется найти зависимость I0(T), при . Для этого достаточно провести несколько групп экспериментов с различными токами накала, а в каждой группе найти зависимость анодного тока от напряжения (на линейном участке). После экстраполяции, можно узнать значение I0, при , для каждой группы (со своей T).

Для нахождения G и W достаточно всего 2 набора экспериментальных данных (I0,T). Но для минимизации погрешностей, имеет смысл получить больше наборов данных. А потом аппроксимировать на линейную функцию, где параметрами будут являться искомые величины:

где  

, где - постоянная Стефана-Больцмана,  - степень черноты поверхности катода, S – площадь поверхности катода равная , где d = 0,11 мм и l = 32 мм.

Результаты измерений и их обработка.

Задание 1.

Таблица 1

№ п/п

I, А

U, В

T, К

I0, мА

x=1/T

y=ln I0/T2

1

1,30

2,50

2053,43

0,12

0,000487

-17,371468

2

1,40

3,06

2200,24

0,53

0,000454

-16,030171

3

1,50

3,58

2328,10

1,03

0,000430

-15,477128

4

1,60

4,08

2444,58

7,16

0,000409

-13,634144

5

1,70

4,56

2551,89

18,88

0,000392

-12,751077

Задание 2.

№ п/п

UА, В

IА, мА

№ п/п

UА, В

IА, мА

1

-1,00

0,005

11

19,00

1,009

2

1,00

0,129

12

20,00

1,005

3

3,00

0,493

13

30,00

1,002

4

5,00

0,877

14

40,00

1,035

5

7,00

0,990

15

50,00

1,045

6

9,00

1,010

16

60,00

1,057

7

11,00

1,010

17

70,00

1,064

8

13,00

1,010

18

80,00

1,072

9

15,00

1,010

19

90,00

1,079

10

17,00

1,010

20

100,00

1,086

Задание 3.

Таблица 3

№ п/п

Iн =

1,3 A

Iн =

1,4 A

Iн =

1,5 A

Iн =

1,6 A

Iн =

1,7 A

UА, В

IА, мА

UА, В

IА, мА

UА, В

IА, мА

UА, В

IА, мА

UА, В

IА, мА

1

40,000

0,125

40,000

0,536

40,000

1,035

40,000

7,210

40,000

18,960

2

50,000

0,127

50,000

0,537

50,000

1,045

50,000

7,290

50,000

19,260

3

60,000

0,131

60,000

0,542

60,000

1,057

60,000

7,360

60,000

19,460

4

70,000

0,133

70,000

0,547

70,000

1,064

70,000

7,430

70,000

19,640

5

80,000

0,136

80,000

0,553

80,000

1,072

80,000

7,490

80,000

19,770

6

90,000

0,141

90,000

0,558

90,000

1,079

90,000

7,530

90,000

19,920

7

100,000

0,146

100,000

0,564

100,000

1,086

100,000

7,590

100,000

20,050

I0

0,120

0,529

1,029

7,164

18,880

x=1/T

y=ln I0/T2

0,000487

-17,371468

0,000454

-16,030171

0,000430

-15,477128

0,000409

-13,634144

0,000392

-12,751077

Из графика получаем A = 5,9857, B = -48432. Исходя из полученных значений, рассчитаем величины G и W:

 


Расчет погрешностей.

Погрешность первого эксперимента

Погрешность измерения G:

Погрешность измерения W:

Результат:

Вывод

В ходе данной лабораторной работы с указанной погрешностью было найдено экспериментальное значение эмиссионной постоянной G для вольфрама и определена работа выхода электронов из вольфрама.

Похожие материалы

Информация о работе