Sprawozdanie

Temat: Wyznaczanie pracy wyjścia elektronów z metalu metodą prostej Richardsona.

1. Schemat układu pomiarowego:

-

V U_ż

V_a +

μA

- U_a +

- U_a +

gdzie:

U_a- napięcie anodowe

U_{ż - ­} napięcie żarzenia

2. Opis ćwiczenia

Doświadczenie polegało na pomiarze napięcia anodowego przy zmianie wartości prądu anodowego. Otrzymana seria pomiarowa była powtórzona dla dwóch wartości napięci żarzenia.

3. Wyniki pomiarów i obliczenia:

• dla napięcia żarzenia U_ż=6[V]

Lp.	Ia[μA]	Ua[V]
1	0,1	1,189
2	4	0,8861
3	9	0,8088
4	15	0,7605
5	20	0,7315
6	30	0,6913
7	40	0,6661
8	50	0,6433
9	65	0,6183
10	80	0,5976
11	100	0,576
12	120	0,5579
13	150	0,5364

• dla napięcia żarzenia U_ż=4[V]

Lp.	Ia[μA]	Ua[V]
1	0,1	0,5532
2	4	0,3966
3	9	0,3295
4	15	0,2855
5	20	0,2613
6	30	0,2266
7	40	0,2022
8	50	0,1828
9	65	0,1608
10	80	0,1437
11	100	0,1241
12	120	0,1084
13	150	0,0896







Jak wynika z powyższego wykresu współczynnik kierunkowy prostej wynosi a=-11,073, a współczynnik b=11,04. Temperaturę katody obliczamy ze wzoru

Błąd wartości a wynosi Δa=±0,577 [1/V], a błąd wartości Δb=±0,386

T=-e/ka

gdzie:

• e -ładunek elektronu = 1,6*10^-19C

• k - stała Boltzmana = 1,38*10^-23J/K

T= 1047,07 [K]

Błąd tej wartości obliczamy metodą różniczki zupełnej. Przyjmuję wartości k i e jako bezbłędne, tzn. wyznaczone z dokładnością dużo większą niż pozostałe wartości.

ΔT=|e/ka²|Δa=±48,35

Tak więc ostateczna wartości temperatury wynosi:

T₁= 1047±48 [K]




Jak wynika z powyższego wykresu współczynnik kierunkowy prostej wynosi a=-11,777, a współczynnik b=6,0685. Temperaturę katody obliczamy ze wzoru

Błąd wartości a wynosi Δa=±0,624 [1/V], a błąd wartości Δb=±0,291

T=-e/ka

gdzie:

• e -ładunek elektronu = 1,6*10^-19C

• k - stała Boltzmana = 1,38*10^-23J/K

T= 984,48 [K]

Błąd tej wartości obliczamy metodą różniczki zupełnej. Przyjmuję wartości k i e jako bezbłędne, tzn. wyznaczone z dokładnością dużo większą niż pozostałe wartości.

ΔT=|e/ka²|Δa=±41,64

Tak więc ostateczna wartości temperatury wynosi:

T₂= 984±42 [K]

• Obliczanie pracy wyjścia elektronów:

Pracę wyjścia obliczamy ze wzoru:


=109393*10^-23J

gdzie:

k - stała Boltzmana

I_e - wartość prądu I_a dla U_a=0 dla odpowiednich napięć żażenia

Błąd tej wartości obliczamy metodą różniczki zupełnej:




ΔW=2043,3*10^-23J

Jak wynika z powyższych pomiarów praca wyjścia elektronów wynosi:

W=(109400±2100)*10^-23J







---