skanuj0091

182

Ponieważ W»kT, więc o zależności gęstości prądu termoemisji od temperatury decyduje czynnik wykładniczy. W obszarze ujemnych potencjałów anody (obszar III na rys.2) elektron wyemitowany z katody, by osiągnąć anodę, musi mieć na tyle dużą energię kinetyczną, by wykonać pracę wyjścia W oraz pokonać różnicę potencjałów między anodą i katodą. Składają się na nią zewnętrzna różnica potencjałów U_a oraz kontaktowa różnica potencjałów między materiałem anody i katody £/_k:

W'=W-e{U_tt+U_k),

W ’ - praca jaką musi wykonać elektron, by dostać się do anody przy jej ujemnym potencjale.

Podstawiając W ’ zamiast W we wzorze (1) i sumując po całej powierzchni katody otrzymamy wyrażenie na prąd anodowy:

(3)

gdzie B jest pewną stałą charakteryzującą danąbańkę.

Oznaczmy przez /_a(0) natężenie prądu anodowego przy U_a = 0. Wtedy:

eU_k _W_

I_a{0) = Bc^kTe ^kT.

(4)

Po podstawieniu wyrażenia (4) do wzoru (3) otrzymamy:

i po zlogarytmowaniu dostajemy:

Wykresem zależności (5) jest prosta, której współczynnik kierunkowy:

Tak więc doświadczalne wyznaczenie zależności (5) dla zakresu prądu początkowego (obszar III na rys.2) pozwoli nam na oszacowanie temperatury katody.

2. Wykonanie ćwiczenia

1.    Połączyć układ pomiarowy według schematu przedstawionego na rys.l pamiętając, że biegun mikroamperomierza musi być zawsze połączony z anodą.

2.    W celu wyznaczenia charakterystyki prądowo-napięciowej należy:

a)    włączyć obwód żarzenia, wyregulować żądany prąd żarzenia I_ż, ustawić napięcie anodowe U = 0, odczekać do momentu, gdy prąd anodowy przestanie się zmieniać i odczytać wartość prądu anodowego I_a ;

b)    ustawić ujemny potencjał na anodzie łącząc ją z ujemnym biegunem zasilacza Za i zmieniając wartości napięcia U_a odczytywać odpowiadające im wartości I_a - należy pamiętać, że:

gdzie: U - napięcie odczytane na woltomierzu, R_a to opór wewnętrzny mikroamperomierza;

c) zmienić polaryzację anody na dodatnią i wyznaczyć dalszą część charakterystyki pamiętając, że:

3. Pomiary powtórzyć dla innych wartości prądów żarzenia h.