Termoelektroninės emisijos reiškinio tyrimas

Ištrauka

TERMOELEKTRONINĖS EMISIJOS REIŠKINIO TYRIMAS

1. Darbo užduotis. Nubrėžti vakuuminio diodo voltamperinę charakteristiką ir apskaičiuoti
elektrono išlaisvinimo darbą.
2. Teorinė dalis.
Elektronas išsilaisvindamas iš metalo, turi atlikti išlaisvinimo
darbą ; (1)
čia e – elektrono krūvis, Δφ – potencialų skirtumas dvigubame
elektriniame sluoksnyje.
Elektronų spinduliavimas iš įkaitusių kūnų vadinamas
termoelektronine emisija.
Kai anodą pasiekia visi per vieną sekundę katodo išspinduliuoti
elektronai, gauname anodinės srovės įsotinimą (Ias ).
Ričardsonas ir Dašmanas, pritaikęs kvantinę statistiką, gavo
tokią soties srovės išraišką
(2)
čia C – nuo katodo medžiagos ir jo paviršiaus būvio priklausanti konstanta, S – elektronus
spinduliuojančio katodo paviršiaus plotas, T – jo absoliutinė temperatūra, A – elektrono išlaisvinimo
darbas, k = 1,38∙10
-23
J/K – Bolcmano konstanta.
Vieną lygtį padalinę iš kitos gauname
(3)
Katodo temperatūrą t ˚C įvertinsime iš jo varžos temperatūrinės priklausomybės
; (4)
čia - katodo medžiagos temperatūrinis varžos koeficientas. Darbe naudojamo
diodo šalto katodo (0 ˚C) varža . Įkaitusio katodo varžą Rt randame iš Omo dėsnio
3. Aparatūra ir darbo metodas.
Principinė eksperimento schema: Diodo 1 katodą 2 kaitina srovės šaltinis 3. Reikiamą kaitinimo
įtampą Uk bei srovės stiprumą Ik nustatome reostatu 4 ir matuojame voltmetru V1 bei ampermetru
A1. Anodinės įtampos šaltinis 5 prijungtas prie potenciometro 6, kuriuo keičiama anodinė įtampa ir
matuojama voltmetru V2 . Anodinės srovės stiprumas matuojamas miliampermetru mA.