Изучение ряда физических явлений с помощью...
Post on 01-Jan-2016
45 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
• Работа состоит из трех частей: определение заряда электрона в учебном эксперименте, термоэлектронная эмиссия, определение энергии возбуждения и ионизации атомов.
• Поставленные задачи: ознакомление с историческим источником, уяснение физики вопроса; сборка, наводка, создание специальной установки для исследования соответствующего элемента.
В результате разогрева катода электроны приобретают энергию достаточную, чтобы преодолеть
поверхностный барьер и покинуть катод.
Поскольку вылетающие из катода электроны имеют разную
кинетическую энергию, они удаляются от катода на различные
расстояния и вокруг катода возникает облако электронов
Цепь для изучения эффекта термоэлектронной эмиссий
• электронная лампа 6Н3П (в диодном включении – сетка лампы соединена с анодом) на панели, вольтметр, лабораторный реостат на 500 Ом, источник электропитания со стабилизированным напряжением до 12В, миллиамперметр, амперметр.
Электронная лампа 6Н3П
• Обозначения:
• а1 - анод первого триода, а2 - анод второго триода, с1 - сетка первого триода, с2 - сетка второго триода, к1 - катод первого триода, к2 - катод второго триода, э - экран, п - подогреватель катода.
Результаты:
1) Определим максимальное значение кинетической энергий и скорости электронов, вылетающих их катода при установленной температуре
накала.Из полученный результатов видно, что «запирающее» напряжении равно
2,2 В, следовательно, максимальная кинетическая энергия термоэлектронов:
Emax=A=dq=2,2 B . 1,6 . 10-19 Дж = 3,52 . 10-19 Дж Emax = mV2 /2 => V2 =2dq/m
V2 = 2. 3,52 . 10-19/9,1 . 10-31 = 0,77 . 1012 м\сV=8,7 . 105 м\с
2) Определим полное число электронов, вылетающих из катода за 1 с при отсутствий тормозящего напряжения. Считая что в созданий тока
эмиссий участвуют все электроны, вылетевшие из катода, получаем :I = eN/t, откуда следует
N = It/e => N = 1,7 . 106/1,6 . 10-19=1,06 . 1025
Цепь для определения энергии возбуждения и ионизации атомов
А – анод
С – сетка
К – катод
V1 – ускоряющее напряжение
V2 – тормозящее напряжение
G – гальванометр
Расчеты.
Зависимость силы тока от отрицательного анодного напряжения имеет вид:
I=i0exp(-(eU)/kT).
Мы осуществили экспериментальную проверку данной формулы, воспользовавшись собранной схемой цепи, и убедились в справедливости данной формулы.
Расчеты.
Прологарифмировав выражение(1), мы получили
Ln i= ln i0 – (eU)/(kT).
Так как ln(i0)=const, то
Ln i=const – (eU)/(kT).
График зависимости ln I от анодного напряжения U представляет собой прямую линию. Тангенс угла наклона ее к оси абсцисс tg ф=e/kT. Определив по графику угол ф и измерив температуру электронного газа вычисляют заряд электрона по формуле:
e=kT tgф.
Заключение
В итоге все поставленные нами задачи были выполнены и мы добились желаемых результатов. В ходе работы мы преодолели ряд трудностей, таких как поиск подходящей лампы и правильная работа приборов, мы выяснили, что при точных измерениях не стоит пользоваться современными электронными приборами, такими как мультиметр, а лучше использовать советскую технику.
top related