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 12.03.1999 rok	Ocena		Data zaliczenia	Podpis
	T. :
	S. :

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 j_n - 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

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.	0,56 0,005	1,0 0,015	0,1 0,0375
2.	0,58 0,006	1,2 0,015	0,3 0,0375
3.	0,60 0,006	1,25 0,015	0,44 0,0375
4.	0,62 0,007	1,45 0,015	0,6 0,0375
5.	0,64 0,007	1,5 0,015	1,0 0,0375
6.	0,66 0,007	1,65 0,015	1,8 0,0375
7.	0,68 0,007	1,7 0,015	2,9 0,0375
8.	0,70 0,008	1,75 0,015	4,5 0,0375
9.	0,72 0,008	2,0 0,015	13,0 0,15
10.	0,74 0,008	2,2 0,015	17,5 0,15

Lp.	Pż [W] Δ Pż	T [K]	1/T [K^-1]	Jn[(m•A)/cm^2]	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 :
S_k = 1cm²

[W]

Temperatura katody :

σ - stała =

ε - emisyjność całkowita równa 0,5 dla katody lampy AZ-1

6. Rachunek błędów .

P_ż = 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 j_n = f (1/T) i wzór na pracę :

W = 1,38 • 10^-23 • 20165 = 27827,7 • 10^-23_­ [ J ]

Przeliczamy na eV :

1J = 6,24 • 10¹⁸ eV

W = 27827,7 • 10^-23_­ • 6,24 •10¹⁸ eV = 173644,84 • 10^-5 eV = 1,736 eV

Praca wyjścia elektronu z metalu wynosi 1,736 eV .

Ćwiczenie 63, strona 3

---