ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №29-А
ПРОВЕРКА ЗАКОНА ТРЁХ ВТОРЫХ БОГУСЛАВСКОГО ЛЭНГМЮРА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА.
Обозначив показатель степени в уравнении (1) при UA через a и прологарифмировав это уравнение, получаем:
(4)
Если закон 3/2 выполняется, график зависимости lnIA(ордината) от lnUA(абсцисса) в своей средней части будет прямолинейным с угловым коэффициентом a»3/2. Представляя среднюю часть графика прямой линией и экстраполируя прямую до пересечения с осью ординат, по отрезку, отсекаемому на оси, получаем величину lnC. Тогда для удельного заряда электрона имеем:
(5)
Величина постоянной g даётся в лаборатории.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1.Вывести ручку потенциометра RA в крайнее левое положение и включить установку. Определить цену деления микроамперметра, измеряющего анодный ток.
2.Меняяя потенциометром RA напряжение на аноде от 0 до 300 В, с интервалом 20 В, получить вольтамперную характеристику диода. Результаты измерения UA и IA занести в таблицу. Определить значения lnUA и lnIA, которые также занести в таблицу.
3.По данным таблицы построить вольтамперную характеристику диода.
4.Построить график зависимости lnIA от lnUA. Выделить на графике прямолинейный участок, для которого найти угловой коэффициент a. Сравнить полученное значение a с теоретическим значением 3/2.
5.Экстраполировать прямолинейный участок этой зависимости до пересечения с осью ординат и определить величину lnC. По формуле (5) найти удельный заряд электрона.
ТАБЛИЦА
UA, B | IA, А | lnUA | lnIA |
И т.д. |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №29-Б
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНА ИЗ МЕТАЛЛА
Значение работы выхода Ав электрона из металла может быть получено при изучении зависимости тока насыщения Iн диода от температуры Т катода. Перепишем уравнение (3) в виде:
(6)
Логарифмирование равенства (6) даёт:
(7)
Из (7) видно, что зависимость ln(Iн/T2)от 1/Т представляется прямой линией, угловой коэффициент которой j равен:
(8)
Из (8) получаем формулу для определения работы выхода:
(9)
Как правило, работа выхода измеряется во внесистемных единицах энергии – электрон-вольтах (эВ). Для получения работы выхода в электрон-вольтах следует пользоваться формулой:
(10)
Работа выполняется на установке, схема которой приведена на рис.1. Величина анодного тока подбирается так, чтобы в рабочем диапазоне температур катода диод работал в режиме насыщения. ТемператураТ катода регулируется с помощью тока накала Iн. Величина температуры определяется по градуировочному графику зависимости Iн от Т. Этот график имеется в лаборатории.