Rok akademicki 1998/99 |
Laboratorium z fizyki |
|||
Nr ćwiczenia: 63 |
Procesy fizyczne w lampach elektronowych . |
|||
Wydział : Elektronika Kierunek : Informatyka Grupa : 1.2 |
Jarosław Struś |
|||
Data wykonania 10.03.1999 rok |
Ocena |
Data zaliczenia |
Podpis |
|
|
T. : |
|
|
|
|
S. : |
|
|
|
Ćwiczenie 63 , strona 1
1. Zasada pomiaru .
Celem ćwiczenia jest zbadanie zależności natężenia prądu emisji termoelektrycznej od temperatury katody i wyznaczenie pracy wyjścia elektronu z metalu metodą prostych Richardsona .
Praca wyjścia elektronu z metalu to praca jaką trzeba wykonać aby wydobyć elektron z zagłębienia potencjału .
Zjawisko emisji elektronowej polega na wysyłaniu elektronów przez nagrzanie metalu . Elektron może opuścić dany metal , gdy jego energia W przewyższa pracę A wyjścia elektronów z metalu .
Wyznaczanie pracy wyjścia elektronu polega na wyznaczeniu prostej Richardsona z uzyskanych wartości pomiarowych jn - gęstość prądu nasycenia przy danej temperaturze katody , a następnie obliczeniu tangensa nachylenia tej prostej .
2. Schemat pomiarowy .
3. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów .
Prąd anodowy : miliamperomierz o klasie dokładności 0,5
Zakres 7,5 mA
Zakres 30 mA
Prąd żarzenia : amperomierz o klasie dokładności 0,5
Zakres 1,2 A
Ćwiczenie 63 , strona 2
Napięcie żarzenia katody : woltomierz o klasie dokładności 0,5
Zakres 3V
4. Tabele pomiarowe .
UA = 150 V |
||||||
Lp. |
Jż [A] |
±ΔJż [A] |
Uż [V] |
±Δ Uż [V] |
Jn [mA] |
±Δ Jn [mA] |
1. |
0,54 |
|
1,0 |
0,015 |
0,1 |
0,0375 |
2. |
0,56 |
0,005 |
1,2 |
0,015 |
0,3 |
0,0375 |
3. |
0,58 |
0,006 |
1,25 |
0,015 |
0,44 |
0,0375 |
4. |
0,60 |
0,006 |
1,45 |
0,015 |
0,6 |
0,0375 |
5. |
0,62 |
0,007 |
1,5 |
0,015 |
1,0 |
0,0375 |
6. |
0,64 |
0,007 |
1,65 |
0,015 |
1,8 |
0,0375 |
7. |
0,66 |
0,007 |
1,7 |
0,015 |
2,9 |
0,0375 |
8. |
0,68 |
0,007 |
1,75 |
0,015 |
4,5 |
0,0375 |
9. |
0,70 |
0,008 |
2,0 |
0,015 |
13,0 |
0,15 |
10. |
0,72 |
0,008 |
|
|
|
|
Lp. |
Pż [W] |
+Δ Pż |
T [K] |
1/T [K-1] |
jn |
ln jn |
1. |
0,56 |
0,0179 |
666,67 |
0,001499 |
0,1 |
- 2,30 |
2. |
0.696 |
0,0216 |
703,90 |
0,001420 |
0,3 |
- 1,20 |
3. |
0,75 |
0,0223 |
717,18 |
0,001394 |
0,44 |
- 0,82 |
4. |
0,899 |
0,0260 |
750,41 |
0,001332 |
0,6 |
- 0,51 |
5. |
0,96 |
0,0269 |
762,8 |
0,001310 |
1,0 |
0 |
6. |
1,089 |
0,0293 |
787,3 |
0,001270 |
1,8 |
0,58 |
7. |
1,156 |
0,0302 |
799,1 |
0,001251 |
2,9 |
1,06 |
8. |
1,225 |
0,0318 |
810,76 |
0,001233 |
4,5 |
1,50 |
9. |
1,44 |
0,0357 |
844,22 |
0,001184 |
13 |
2,56 |
10. |
1,628 |
0,0389 |
870,52 |
0,001148 |
17,5 |
2,86 |
5. Przykładowe obliczenia wielkości złożonych .
Moc właściwa :
Sk = 1cm2
Temperatura katody :
σ - stała =
Ćwiczenie 63 , strona 3
ε - emisyjność całkowita równa 0,5 dla katody lampy AZ-1
6. Rachunek błędów .
Pż = U • J
[k]
7. Zestawienie wyników pomiarów .
Obliczenie pracy wyjścia elektronu z metalu : W = k • tgα , k = 1,38 • 10-23 [J/k]
Obliczenie pracy wyjścia elektronu z wolframu w oparciu o wykres zależności
ln jn = f (1/T) i wzór na pracę :
W = 1.38 • 10-23 • 11200 = 1,38 • 10-23 • 112• 102 = 154,56 • 10-21 =
=1545,6 • 10-20 [J/k]
Praca wyjścia elektronu z metalu wynosi 1545,6 • 10-20 [ J/k]