Это старая версия документа!
Шаг 2. Снятие ВАХ 1. Установите напряжение накала U_накала = … В 2. Изменяйте анодное напряжение от 0 до … В с шагом … В 3. Записывайте значения анодного тока для каждого напряжения
Шаг 3. Таблица измерений
| U_анода, В | I_анода, мА | ln(I) |
| ———— | ————- | ——- |
| 0 | 0 | - |
| 5 | … | … |
| 10 | … | … |
| … | … | … |
📊 Обработка результатов
1. Построение графика ВАХ
- График I_анода(U_анода) в линейном масштабе
- График ln(I) от U_анода для участка насыщения
2. Расчет температуры электронного газа
Из закона Ричардсона-Дэшмана: $$I = AT^2e^{-\frac{e\varphi}{kT}}$$
$$T = \frac{e}{k}\cdot\frac{dU}{d(\ln I)}$$
Рассчитанное значение: T = … К
3. Определение контактной разности потенциалов
Из графика ВАХ определяем напряжение отсечки: $$\varphi_{конт} = U_{отсечки}$$
Экспериментальное значение: φ_конт = … В
❓ Контрольные вопросы
<accordion>
<title>1. Почему анодный ток достигает насыщения при увеличении напряжения?</title> <content>Ток насыщения соответствует случаю, когда все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. Дальнейшее увеличение напряжения не увеличивает ток, так как эмиссия ограничена температурой катода.</content>
</accordion>
<accordion>
<title>2. Как температура катода влияет на анодный ток?</title> <content>С увеличением температуры катода возрастает число электронов, имеющих энергию, достаточную для преодоления работы выхода, что приводит к увеличению тока насыщения.</content>
</accordion>
<accordion>
<title>3. Что такое работа выхода и как она связана с контактной разностью потенциалов?</title> <content>Работа выхода - минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из металла. Контактная разность потенциалов возникает из-за различия работ выхода контактирующих материалов.</content>
</accordion>
🎥 Видеоматериалы
Рекомендуемые ролики на русскоязычных платформах:
1. Электронный газ в металлах (RUTUBE, 8 мин) - основы теории электронного газа
2. Термоэлектронная эмиссия (InternetUrok, 12 мин) - явление термоэмиссии
3. Контактные явления в металлах (Лекторий МФТИ, 20 мин) - углубленное рассмотрение
4. Курс "Физика твердого тела" (Открытое образование) - раздел по электронному газу
💡 Советы от "бывалых"
🚩 Важно! Не превышайте напряжение накала - это может привести к перегоранию катода.
⏱ Лайфхак: Дайте диоду прогреться 2-3 минуты перед измерениями для стабилизации температуры.
📝 Для отчета: Тщательно проанализируйте участок ВАХ перед насыщением - именно он содержит информацию о температуре электронного газа.