lab2:вах

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Вольт--амперная характеристика диода (ВАХ) Для практических целей режимы работы диода должны быть описаны величинами и характеристиками, задаваемыми и измеряемыми $U_{H}$$I_{H}$$U_{a}$$I_{a}$$I_{a}=f(U_{a}).$$I_{a}=\left.f(U_{a})\right|_{I_{H}=const}.$$$ j_{a}=j_{em}\exp(\frac{eU_{a}}{kT}),\ \ \ j_{em}=AT^{2}\exp(-\frac{\varphi}{kT}), $$$$ j_{a}=\frac{\sqrt{2}}{9\pi}\sqrt{\frac{e}{m}}\frac{U_{a}^{\frac{3}{2}}}{r^2_{a}\beta^{2}}. $$$I_{a}=I_{em}$$$ j_{\text{кн}}=j_{\text{э}}\exp\frac{\sqrt{e^{3}…

lab2:вывод_соотношений_для_диода

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Вывод расчетных теоретических соотношений для диода с коаксиальной системой электродов Приведем вывод формул для тока вакуумного диода с коаксиальными электродами, $V_{z}$$V_{r}$$$ I=S\int_{V_{0}}^{\infty}eV_{r}f(\vec{V})d^{3}\vec{V}, $$$S$$e>0$$V_{0}$$$ f(\vec{V})d^{3}\vec{V=Ae^{\frac{m(V_{z}^{2}+V_{r}^{2})}{2kT}}V_{r}dV_{r}dV_{z}d\alpha,} $$$\alpha$$$ I=eSA\int_{-\infty}^{\infty}dV_{z}\int_{0}^{2\pi}d\alpha\int_{V_{r0}}^{\infty}e^{\frac{m(V_{z}^{2}+V_{r}^{2})}{2kT}}V_{r}^{2}dV_{r}, $$$A$$V_{…

lab2:задание1

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Задание 1: определение работы выхода по прямым Ричардсона Соберите схему * Проведите измерения вольтамперной характеристики (ВАХ) диода для нескольких (3$I_\text{н}$$I_a$$I_\text{н}$$I_a$$I_\text{н}$$T\approx 2000$$T\approx 300$$I_\text{н}$$I_a$$I_a$$\frac{11 600 \mbox{[град/эВ]}}Т$$11 600$$^\circ$$I_a$$U$$I_{н}$$\frac{\Delta X}{\Delta Y}$$\div$$U$

lab2:задание2

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Задание 2: измерение заряда электрона по эффекту Шоттки * На участках насыщения вольт--амперных характеристик выберите 2$\div$3 пары точек для определения заряда электрона $e$$$ e=\left(\frac{kT\ln\left(\frac{I_{2}}{I_{1}}\right)}{\sqrt{E_{2}}-\sqrt{E_{1}}}\right)^{\frac{2}{3}}. $$$e$$e$$$ \Delta\varphi=\sqrt{e^{3}E}\text{ в СГС, } \ \ \ \text{ в СИ: } \Delta\varphi=\frac{1}{\sqrt{4\pi\varepsilon_{0}}}\sqrt{e^{3}E}\approx3,8\cdot10^{-5}\cdot\sqrt{E}\ \left[\text{эВ}\right]. $$…

lab2:задание23

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Задания Нахождение КРП и температуры электронов: * как указывалось выше, для каждой ВАХ постройте в EXCELL график ВАХ и определите из него ток насыщения I 0 . Внесите его в табл. 4 EXCEL; $I/I_{0}$$x=F^{-1}(I/I_{0})$$F^{-1}$$F$$U_{{изм}}^{0}$$U_{\text{изм}}^{0}=2{В}$$U_{a}=U_{{изм}}-U_{\text{изм}}^{0}.$$U_{{изм}}

lab2:задание24

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Задания Задание 1. Визуальное наблюдение дробового шума диода. * Подключите к выходу усилителя вход осциллографа; ток диода при этом должен быть равен нулю (по шкале прибора $I_а$$40 \dots 70$$К_у = \frac{U_{\text{вых}}}{U_{\text{вх}}} \cdot 100$$40 \dots 70$$40 \dots 70$$Q$$R_2$$I_а$$I_а \neq 0$$f_1$$f_2$$0,7U_0$$U_0$$f_0$$Q = \frac{f_0}{f_2 - f_1}$$I_а$$Q_0$$С$$U_0$$$ \overline{U_{\text{др}}^2}=\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2} } \hspace{10pt} \text{ или } \hspace{10pt} \Bigl(\frac{U_{\text…

lab2:идея24

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Идея эксперимента и его рабочая схема Идея измерения заряда электрона по дробовому шуму проста. Для того, чтобы экспериментально определить заряд электрона, нужно измерить или задать контролируемым образом все величины $\overline{U_{\text{др}}^2}$$I$$R$$\Delta f$$\overline{\Delta U_{\text{др}}^2}=2eI\left|Z\right|^{2}\Delta f$$\Delta f = f_{\text{в}} - f_{\text{н}}$$I$$U_{\text{эф}}$$I_0$$U_R=IR$$K_{y}$$U_{\text{эф}}=K_y\cdot \sqrt{\overline{U_{\text{др}}^2}}$$\Delta f = 1$$$U_{\text{эф}} = \sq…

lab2:контактная_разность_потенциалов

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Контактная разность потенциалов В предыдущих разделах мы рассмотрели свободную эмиссию электронов из катода, когда внешнего поля между анодом и катодом не было задано. Но если внешнюю цепь анод$$ U'_{C}=-\frac{\varphi_{f_1}-\varphi_{f_2}}{e} $$$$ U_{C}=-\frac{\varphi_{a_1}-\varphi_{a_2}}{e}. $$$U_{C}$$U_{C}$

lab2:контрольные_вопросы21

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Контрольные вопросы * Из каких соображений следует выбирать значение величины $U_{an}$ ([рис. 7,а]) для построения прямой Ричардсона? * Объясните действие $\varphi$$$ \Delta\varphi=\sqrt{e^{3}E}\text{ в СГС, в СИ: }\Delta\varphi=\frac{1}{\sqrt{4\pi\varepsilon_{0}}}\sqrt{e^{3}E}\approx3,8\cdot10^{-5}\cdot\sqrt{E}\ \left[\text{эВ}\right]\text{,} $$$U_{1}$$U_{2}$$e$

lab2:контрольные_вопросы23

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Контрольные вопросы * Оцените изменение температуры нити катода за счет излучения за время, когда ток накала заперт диодом (7). * Как при $U>\varphi*$$\varphi_{m}$

lab2:литература2

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Литература Основная Методы физических измерений: Лабораторный практикум по физике под ред. Р. И. Солоухина. Новосибирск: НГУ, 1975. Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика, статистическая физика и кинетика. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2000. Физические величины. Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. Кошкин Н. И., Ширкевич М. Г. Справочник по элементарной физик…

lab2:модель_шоттки

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Модель потенциальной ямы (модель Шоттки) Поскольку электроны проводимости, с одной стороны, ведут себя в металле как газ, а с другой --- не могут свободно выйти за пределы металла, то для описания этого состояния В. Шоттки в 1939 г. предложил модель потенциальной ямы, в которой $\varphi_{p}$$T=0^{\circ}\: {К}$$\varphi_{f}$$T=0^{\circ}\:{К}$$T>0^{\circ}\:{К}$$\varphi_{p}$$\varphi_{a}=\varphi_{p}-\varphi_{f}$$\varphi$$U$…

lab2:обработка_вах

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Общие практические рекомендации по обработке ВАХ при выполнении работ * Поскольку области I, II и III, в которых выполняются расчетные теоретические соотношения, разделены переходными областями, в которых эти соотношения нарушаются, то возникает практическая задача определения участков ВАХ, соответствующих рабочим областям. Легче всего это сделать при соответствующей линеаризации графиков ВАХ. Например, для выделения области II (режим трех вторых) нужно на оси абсцисс откладывать не анодное н…

lab2:описание_метода_21

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Описание метода Прямая Ричардсона. Плотность тока эмиссии при заданной температуре катода (при заданном токе накала) описывается формулой: $$ (*) \ \ j_{эм}=AT^{2}\exp(-\frac{\varphi}{kT}),\text{ где }A=\frac{3\pi mk^{2}e}{h^{3}}=120\cdot10^{4}\frac{\text{А}}{\text{м}^{2}\text{град}^{2}}. $$$I_{ан}\cong I_{эм}$$U_{a}\gtrsim U_{ан}$$I_{эм}=f(T)$$T$$\left\{ \ln\left(\frac{j_{эм}}{T^{2}}\right),\frac{1}{kT}\right\} $$$ \varphi=-\frac{\Delta\left[\ln\left(\frac{j_{эм}}{T^{2}}\right)\right]}{\Delta\…

lab2:описание_установки

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Описание установки Для изучения вольт--амперной характеристики между анодом и катодом диода 2Д3Б используется лабораторный модуль ЛР 2.1--2.2, подключённый по схеме:

lab2:описание_установки23

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Описание установки Для определения температуры электронного газа в диоде применяется метод задерживающего потенциала. Для этого на анод подается отрицательное напряжение, создающее потенциальный барьер и пропускающее на анод только ту часть электронов, полная энергия которых больше высоты потенциального барьера (режим начальных токов на рис. 5 теоретического введения). Обработка вольт…

lab2:описание24

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Описание установки Схема измерения дробовых шумов с использованием контура вместо анодного сопротивления $R$ и полосового фильтра ПФ (с некоторыми упрощениями) приведена на рисунке: $U_{\text{н}}$$U_{\text{а}}$$I_{\text{а}}$$G$$F$$U_{\text{эф}}$$I_{\text{а}}$$G$$f_0$$Q$$U_{\text{эф}}$$I_{\text{а}}$$I_а$$С$$K_y$$U_{\text{вх}}$$R_2$$100$$$ K_y = \frac{U_{\text{вых}}}{U_{\text{вх}}}\cdot 100, $$$U_{\text{вх}}$$U_{\text{вых}}$$$ \overline{U_{\text{др}}^2}=\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2} } \hspace{10…

lab2:порядок_выполнения_работы23

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Порядок выполнения работы Предварительные замечания К сожалению, основные параметры, входящие в теоретические расчеты (величины $\varphi_{m}$, $x_{m}$, $U_{{кн}}$), непосредственному измерению не поддаются. Кроме того, характеристики реального диода изменяются в зависимости от времени работы и хранения, что не отображается расчетными теориями. Поэтому достижимая точность определения соответствующих величин в условиях лабораторных работ не превышает 10 $U_{{кн}}$$U_{{кн}}=0-2$$U_{{изм}}^{0}=U_{…

lab2:приложении

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Приложение На комплексном сопротивлении контура $Z(f)$ выделяется напряжение дробовых шумов $$ \overline{U_{др}^{2} }=2eI_{0} \int \limits_{0}^{\infty }\left|Z(f)\right|^{2} df=\frac{eI_{a} }{\pi } \int \limits_{0}^{\infty }\left|Z(\omega )\right|^{2} d\omega . $$ Здесь $Z(\omega )=\frac{(R+j\omega L)/j\omega C}{(R+j\omega L)+1/j\omega C} =\frac{R+j\omega L}{j\omega RC-\omega ^{2} LC+1} $, причем величина $R$ это сумма сопротивления провода катушки и сопротивления делителя схемы $R_2$$x=…

lab2:режимы_работы_диода

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Режимы работы диода На рис. 6, а изображена простейшая схема включения диода с плоской системой электродов. Изменяя ток накала $I_{H}$ , мы можем менять температуру катода $T$$j_{em}$$U_{a}$$I_{H}$$U_{a}$$\sim1900\text{ К}$$U_{a}$$-e\varphi_{m}$$x_{m}$$x_{m}$$x_{m}$$U_{a}$$\varphi_{m}$$x_{m}$${х}$$-eU_{a}$$\varphi'$$E\thickapprox10^{7}\frac{\text{В}}{\text{см}}$$j$$$ j_{a}=j_{em}\exp(\frac{eU_{a}}{kT}), \mbox{ } j_{em}=AT^{2}\exp(-\frac{\varphi}{kT}), $$$A=\frac{3\pi mk^{2}e}{h^{3}}=120\cdot10^…

lab2:теория24

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Теория явления и описание метода Дробовой шум является частным случаем электрических флуктуаций --- хаотических изменений потенциалов и токов в электрических цепях, обусловленных дискретностью электрических зарядов. Электрический ток в вакуумном диоде создается движением электронов от катода к аноду. При этом каждый электрон создает микроимпульс тока, а полный ток является суммой этих импульсов. Число электронов, покидающих катод за одинаковые промежутки времени, флуктуирует. Поэтому возникают …

lab2:термоэлектронная_эмиссия

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Термоэлектронная эмиссия. Работа выхода электронов Высокая проводимость металлов обусловлена наличием в них электронов проводимости, образующих электронный газ. Для оценки можно считать, что каждый из атомов металлов, образующих кристаллическую решетку, $10^{28\div29}$$\frac{{атомов}}{{м}^{3}}$$x_{0}$$F_{0}$$F_{0}$$F_{0}=eE$$E$$x_{0}$$-e$$+e$$$ F_{im}=-\frac{e^{2}}{4x^{2}}, $$$x_{0}$$F_{0}$$$ F_{0}=\left.F_{im}\right|_{x_{0}}=-\frac{e^{2}}{4x_{0}^{2}}. $$$x$$0$$\infty$$$ W_{p}=\int_{0}^{\infty}…

lab2:ток_в_вакууме_вакуумный_диод

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Ток в вакууме. Вакуумный диод. Ток в вакууме Когда говорят о токе в вакууме, обычно имеют в виду электронный ток, возникающий в вакуумированных объемах с введенными внутрь металлическими электродами. Промежуток между электродами включен в электрическую цепь. Электроны образуются в промежутке в результате электронной эмиссии, обусловленной различными физическими процессами. Различают следующие виды эмиссии:$^2$$^2$…

lab2:2d3b

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Параметры диода 2ДЗБ $r_a = 7·10^{-2}$ см --- радиус анода; $r_К = 10^{-3}$ см --- радиус катода; $l = 1.3$ см --- длина катода; $U_H \sim 2$ В --- номинальное напряжение накала; $I_H \sim 100$ мА --- номинальный (не превышать!) ток накала.

lab2:6d6a

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Параметры диода 6Д6А Электрические характеристики: [Описание] и [паспортные данные.] Геометрические характеристики: * Диаметр внешних электрических подводов --- 0,39 мм,

lab2:332

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

3.32. Найти вольт--амперную характеристику плоского диода (площадь электродов --- $S$, расстояние между ними --- $d$), катод которого неограниченно испускает электроны с нулевой начальной скоростью (закон $x$\[\triangle\varphi(x)=-4\pi\rho,\,\,\,\rho=j/v.\]\[mv^{2}/2=e\varphi(x),\]\[v(x)=\sqrt{2e/m\cdot\varphi(x)}.\]\[\frac{d^{2}\varphi}{dx^{2}}=4\pi\sqrt{\frac{m}{2e}\frac{J}{S}}\varphi^{-1/2}\equiv A\varphi^{-1/2},\,\,\,\mbox{где}\,\,\,A=2\pi\sqrt{\frac{2m}{e}\frac{J}{S}}.\]\[\varphi(0)=0,~~\va…

lab2:338

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

3.38. Найти вольт--амперную характеристику цилиндрического диода с нулевым радиусом катода (радиус анода $a$). ---------- Уравнение Пуассона в цилиндрической системе координат записывается так: $$ \frac{1}{r}\frac{d}{dr}\left(r\frac{d\varphi(r)}{dr}\right)=-4\pi\rho(r)=\frac{4\pi J }{2\pi re}\sqrt{\frac{m}{2e}}\varphi^{-1/2}(r),$$$$ \frac{d}{dr}\left(r\frac{d\varphi}{dr}\right)= \frac{J}{\ell}\sqrt{\frac{2m}{e}}\varphi^{-1/2}=A\varphi^{-1/2};~~\varphi(0)=0;~~~\varphi(a)=U.$$$ \varphi(r)=Cr^{\a…

lab2:lab2

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Физические явления в вакуумном диоде Теория * Ток в вакууме. Вакуумный диод * Термоэлектронная эмиссия. Работа выхода электронов * Модель потенциальной ямы (модель Шоттки) * Контактная разность потенциалов] * Режимы работы диода * Вольт--амперная характеристика диода (ВАХ) * Общие практические рекомендации по обработке ВАХ при выполнении работ * Вывод расчетных теоретических соотношений для диода с коаксиальной системой электродов Лабораторная работа № 2.1. - Законы термоэми…

lab2:wolframium

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-01T11:59:41+00:00

Свойства отрезка (длиной 1 см и диаметром 1 см) бесконечной вольфрамовой нити Обозначения: $T$ --- истинная температура; $R$ --- сопротивление; $I$ --- ток; $I_э$$d$$R$$d^2$$U$$\sqrt{d}$$I$$\sqrt{d^3}$$I_э$$T$$R$$10^{-6}$$U$$10^{-3}$$I$$I_э$$\frac{А}{см}$$\cdot 10^{-15}$$\cdot 10^{-13}$$\cdot 10^{-11}$$\cdot 10^{-9}$$\cdot 10^{-8}$$\cdot 10^{-7}$$\cdot 10^{-6}$$\cdot 10^{-5}$$\cdot 10^{-4}$$\cdot 10^{-4}$$\cdot 10^{-3}$$\cdot 10^{-2}$$\cdot 10^{-2}$$\cdot 10^{-1}$…

Лаборатория Электричества и Магнетизма НГУ lab2

lab2:вах

lab2:вывод_соотношений_для_диода

lab2:задание1

lab2:задание2

lab2:задание23

lab2:задание24

lab2:идея24

lab2:контактная_разность_потенциалов

lab2:контрольные_вопросы21

lab2:контрольные_вопросы23

lab2:литература2

lab2:модель_шоттки

lab2:обработка_вах

lab2:описание_метода_21

lab2:описание_установки

lab2:описание_установки23

lab2:описание24

lab2:порядок_выполнения_работы23

lab2:приложении

lab2:режимы_работы_диода

lab2:теория24

lab2:термоэлектронная_эмиссия

lab2:ток_в_вакууме_вакуумный_диод

lab2:2d3b

lab2:6d6a

lab2:332

lab2:338

lab2:lab2

lab2:wolframium