1.Zasada pomiaru.

Emisja elektronów z powierzchni metali ogrzanych do odpowiedniej temperatury nosi nazwę termoemisji. Decydujące znaczenie ma w tym zjawisku wartość liczbowa tzw. pracy wyjścia elektronu z metali. Określamy ją jako minimum energii, którą musi posiadać elektron w celu pokonania bariery potencjału wywołanej napięciem kontaktowym. Im mniejsza wartość pracy wyjścia z danego materiału, w tym niższej temperaturze będzie zachodzić termoemisja. W niniejszym ćwiczeniu wyznaczamy pracę wyjścia elektronu, wykorzystując zjawiska występujące w lampie elektronowej - diodzie.

Żarzona katoda emituje elektrony, które w skutek przyłożonego napięcia między katodą i anodą ( o odpowiedniej polaryzacji ) są przez tę ostatnią wychwytywane. Przez lampę płynie więc prąd, którego gęstość nasycenia możemy obliczyć ze wzoru Richardsona - Dushmana. Logarytmując wzór Richardsona - Dushmana i dokonując pewnych uproszczeń oraz wykreślając uzyskaną zależność otrzymujemy prostą tzw. prostą Richardsona. Wyznaczenie pracy wyjścia elektronu w naszym ćwiczeniu będzie więc polegało na otrzymaniu prostej Richardsona z uzyskanych wartości pomiarowych j_n przy danej temperaturze katody, a następnie obliczenia tangensa nachylenia tej prostej.

2.Schemat układu pomiarowego.

3.Ocena dokładności pojedynczych pomiarów.

Amperomierz mierzący Iż = ΔIż = 1.2%x(zakres) + 1mA = 1.2%* 2A + 1mA = 25[mA]

Amperomierz mierzący IA = klasa = 0.5% zakres = 7.5mA [ pomiary od 1 do 9 ]

zakres = 15mA [pomiary 10 i 11]

ΔIA =

ΔIA1 =

ΔIA2 =

Woltomierz mierzący Uż = klasa = 0.5% zakres 3V

ΔUż =

ΔUż =

4.Tabele pomiarowe.

UA=150V
Iż [A]	±ΔIż[mA]	Uż [V]	±ΔUż[V]	IA [mA]	±ΔIA[mA]
0.57	25	1.25	0.015	0.1	37.5
0.59	25	1.35	0.015	0.2	37.5
0.61	25	1.45	0.015	0.35	37.5
0.63	25	1.5	0.015	0.6	37.5
0.65	25	1.6	0.015	1	37.5
0.67	25	1.7	0.015	1.6	37.5
0.69	25	1.8	0.015	2.6	37.5
0.71	25	1.85	0.015	3.9	37.5
0.73	25	1.95	0.015	5.9	37.5
0.75	25	2.1	0.015	9.4	75
0.77	25	2.2	0.015	14	75

PŻ	±ΔPŻ	T	1/T	jn	lnjn	Δjn	Δlnjn
[W/cm^2]	[W/cm^2]	[K]	[K^-1]	[mA/cm^2]	-	μA/cm^2	-
0.71	0.04	707.4	1.41* 10^-3	0.1	4.6	37.5	0.4
0.8	0.04	728.8	1.37*10^-3	0.2	5.3	37.5	0.2
0.88	0.05	747.4	1.34*10^-3	0.3	5.7	37.5	0.1
0.95	0.05	760.8	1.31*10^-3	0.6	6.4	37.5	0.04
1.04	0.05	778.3	1.28*10^-3	1	6.9	37.5	0.02
1.14	0.05	796.3	1.26*10^-3	1.6	7.4	37.5	0.01
1.24	0.06	813.2	1.23*10^-3	2.6	7.9	37.5	0.01
1.31	0.06	824.5	1.21*10^-3	3.9	8.3	37.5	0.01
1.42	0.06	841.3	1.19*10^-3	5.4	8.9	37.5	0.01
1.58	0.06	864	1.16*10^-3	9.4	9.1	75	0.01
1.69	0.07	878.7	1.14*10^-3	14	9.5	75	0.01

5. Przykładowe obliczenia wyników pomiarów wielkości złożonych.

Obliczenie mocy właściwej dokonujemy przy pomocy wzoru:

SK=1cm²

obliczenia temperatury katody T dokonujemy ze wzoru:

gdzie:

σ - stała Stefana = 5,67* 10^-12

ε - stała = 0,5

Przykład obliczenia:

6. Rachunek błędów.

lnPż =

7. Zestawienie wyników pomiarów. Uwagi i wnioski.

Pracę wyjścia elektronu z metalu możemy obliczyć ze wzoru:

Wyznaczenie pracy wyjścia elektronu w naszym ćwiczeniu polega na wyznaczeniu

tangensa kąta nachylenia prostej Richardsona. Po podstawieniu tej wartości do w/w wzoru oraz zamienieniu otrzymanej wartości na elektronowolty otrzymujemy pracę wyjścia elektronu z wolframu.

---