lab2:описание_метода_21

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия
Следующая версия 		Предыдущая версия
lab2:описание_метода_21 [2019/09/12 17:07]
root_s 		lab2:описание_метода_21 [2023/09/15 14:13] (текущий)
root
Строка 4: Строка 4:
 катода (при заданном токе накала) описывается формулой: катода (при заданном токе накала) описывается формулой:
 $$ $$
-(*) \ \ j_{em}=AT^{2}\exp(-\frac{\varphi}{kT}),\text{ где }A=\frac{3\pi mk^{2}e}{h^{3}}=120\cdot10^{4}\frac{\text{А}}{\text{м}^{2}\text{град}^{2}}.+(*) \ \ j_{эм}=AT^{2}\exp(-\frac{\varphi}{kT}),\text{ где }A=\frac{3\pi mk^{2}e}{h^{3}}=120\cdot10^{4}\frac{\text{А}}{\text{м}^{2}\text{град}^{2}}.
 $$ $$
-В режиме токов насыщения (участок III семейства ВАХ {{:lab2:pic07.png?linkonly|рис. 7, а}}) анодный ток равен току эмиссии $I_{ан}\cong I_{em}$. Это справедливо в пренебрежении эффекта Шоттки, рассмотренного ниже. Следовательно, при постоянном напряжении анода $U_{a}\gtrsim U_{ан}$ для различных токов накала по семейству характеристик можно построить зависимость $I_{em}=f(T)$, определив значения $T$ по току накала и [[lab2:wolframium|таблице]]. +В режиме токов насыщения (участок III семейства ВАХ {{:lab2:pic07.png?linkonly|рис. 7, а}}) анодный ток равен току эмиссии $I_{ан}\cong I_{эм}$. Это справедливо в пренебрежении эффекта Шоттки, рассмотренного ниже. Следовательно, при постоянном напряжении анода $U_{a}\gtrsim U_{ан}$ для различных токов накала по семейству характеристик можно построить зависимость $I_{эм}=f(T)$, определив значения $T$ по току накала и [[lab2:wolframium|таблице]]. 
  
-Если построить график этой зависимости в координатах $\left\{ \ln\left(\frac{j_{em}}{T^{2}}\right),\frac{1}{kT}\right\} $,+Если построить график этой зависимости в координатах $\left\{ \ln\left(\frac{j_{эм}}{T^{2}}\right),\frac{1}{kT}\right\} $,
 то по углу наклона полученной прямой (прямая Ричардсона) можно определить работу выхода электрона из катода:  то по углу наклона полученной прямой (прямая Ричардсона) можно определить работу выхода электрона из катода: 
 $$ $$
-\varphi=-\frac{\Delta\left[\ln\left(\frac{j_{em}}{T^{2}}\right)\right]}{\Delta\left[\frac{1}{kT}\right]}\label{eq:10}+\varphi=-\frac{\Delta\left[\ln\left(\frac{j_{эм}}{T^{2}}\right)\right]}{\Delta\left[\frac{1}{kT}\right]}\label{eq:10}
 $$ $$
  
-**Определение заряда электрона**. В области токов насыщения (область III {{ :lab2:pic07.png?linkonly |рис. 7, а}}) величина анодного тока зависит от эффекта Шоттки: +**Определение заряда электрона**. В области токов насыщения (область III {{ :lab2:pic07.png?linkonly |рис. 7, а}}) величина плотности анодного тока зависит от эффекта Шоттки: 
 $$ $$
 j_{\text{ан}}=j_{\text{э}}\exp\frac{\sqrt{e^{3}E_{K}}}{kT},\text{ где }E_{K}=\frac{_{U_{a}}}{r_к\ln\frac{r_а}{r_к}}, j_{\text{ан}}=j_{\text{э}}\exp\frac{\sqrt{e^{3}E_{K}}}{kT},\text{ где }E_{K}=\frac{_{U_{a}}}{r_к\ln\frac{r_а}{r_к}},
 $$ $$
-и $r_a$, $r_к$ --- радиусы анода и катода соответственно.+и $r_a$, $r_к$ --- радиусы анода и катода соответственно. Вывод формулы для электрического поля можно посмотреть в задаче [[https://e-fizika.ru/doku.php?id=electrodynamics:res1.48|1.48]] из задачника Электродинамика в задачах. Ч. 1. Электродинамика частиц и полей. Новосибирск Меледин Г.В., Черкасский В.С., НГУ, 2009. 
  
 Используя эту зависимость для двух измеренных значений анодного напряжения, взятых в области токов насыщения, из формулы: Используя эту зависимость для двух измеренных значений анодного напряжения, взятых в области токов насыщения, из формулы:
Строка 31: Строка 31:
  
 Изменение работы выхода при эффекте Шоттки. В режиме эффекта Шоттки плотность анодного тока насыщения увеличивается по сравнению с плотностью Изменение работы выхода при эффекте Шоттки. В режиме эффекта Шоттки плотность анодного тока насыщения увеличивается по сравнению с плотностью
-тока эмиссии, определенной по формуле Ричардсона --- Дэшмана (формулы (* *) и (*) соответственно): $j_{ан}=j_{em}\exp\frac{\sqrt{e^{3}E_{K}}}{kT},$+тока эмиссии, определенной по формуле Ричардсона --- Дэшмана (формулы (* *) и (*) соответственно): $j_{ан}=j_{эм}\exp\frac{\sqrt{e^{3}E_{K}}}{kT},$
 из-за уменьшения работы выхода электронов на величину $\Delta\varphi$: из-за уменьшения работы выхода электронов на величину $\Delta\varphi$:
 $$ $$