Измерение и обработка результатов измерений

Собирают цепь по схеме, изображенной на рис. 5.

На схеме источник напряжения ε_н, реостат R_н и нить накала составляют цепь накала. Напряжение на нити накала измеряется вольтметром V_н. Питание анодной цепи производится через выпрямитель от источника напряжения Е_A. Для того, чтобы можно было регулировать анодное напряжение, оно подается через потенциометр R_А.

Н апряжение между катодом и анодом лампы измеряется вольтметром V_A, а сила тока в анодной цепи - микроамперметром А .

1. Снятие анодной характеристики

Поддерживая постоянным напряжение U_H (5 6,5 В), постепенно увеличивают анодное напряжение U_A и через определенные интервалы (10 15 В) измеряют величину анодного тока I_A. Результаты измерений заносят в табл. 1 и строят график зависимости I_А=U_А).

2. Снятие температурной характеристики

1. Поддерживая постоянное анодное напряжение (180 В), постепенно увеличивают напряжение в цепи катода с интервалом (0,1 0,2 В), и измеряют величину тока насыщения. Результаты измерений заносят в табл.2 и строят график зависимости I_нас= (U_н).

Таблица 1

№№	Uн=const=
	UA,B	IA,А
1 2 3 . . . n

Таблица 2

№№	UА=const=
	UН,B	Iнас,А
1 2 3 . . . n

3. Определение работы выхода

Работу выхода материала катода (вольфрама) определяют по формуле (5). Для этого необходимо найти ток насыщения и температуру катода для двух различных значений U_Н. Ток накала можно взять из построенного ранее графика I_нас= (U_н). Температуру определяют по предлагаемому в работе графику зависимости температуры катода от напряжения U_Н (рис. 6).

Полученные значения Т_К и I_нас подставляют в формулу (5) и определяют работу выхода. I_нас1 и Т₁ снимают в интервале (5÷5,5 В), I_нас2 и Т₂ – в интервале (6,2÷6,4 В).

Задачи

1. Определить работу выхода электронов из металла, если известно, что соприкасаясь с другим металлом, работа выхода из которого составляет 7,25·10^-19 Дж, данный металл дает контактную разность потенциалов 1,77 В.

2. Какой наименьшей скоростью должен обладать свободный электрон алюминия, который, двигаясь перпендикулярно его поверхности, вылетел бы из него, если работа выхода у алюминия 3,74 эВ? (е = 1,6·10^-19Кл)

3. Почему при повышении температуры происходит увеличение эмиттирующих электронов из металла?

4. Может ли эмиттировать из урана электрон, летящий перпендикулярно его поверхности со скоростью 2·10³ м/с, если работа выхода электронов из урана равна 3,74 эВ? (е = 1,6·10^-19Кл)

5. На рис. даны графики зависимости величины анодного тока от анодного напряжения при различных температурах нити накала двухэлектродной лампы.

а) Чем объяснить наличие горизонтальных участков у кривых I и II?

б) Почему кривая III не имеет горизонтального участка?

в) При каких условиях кривая III будет иметь горизонтальный участок?