,也称功函数,常用电子伏特(eV)作单位,其中e是电子电荷,称为逸出电位。本论文以被测金属钨为例。根据费米狄拉克分布可以导出热电子发射遵循规律的查理孙杜希曼(Richardso
Dushma
)公式(无外电场时的热电子发射公式)
3
fI0AST2expeKT
(11)其中I热电子发射的电流强度单位为AA与阴极化学纯度有关的系数单位为Am2K2S阴极的有效发射面积单位为m2K玻尔兹曼常数K1381023JKT绝对温度单位为K
e电子逸出功单位为eV。
原则上我们只要测定I、A、S和T,就可以根据式(11)计算出阴极材料的逸出功e。但困难在于A和S这两量是难以测定的,所以在实际测量中常用查尔斯直线法,已设法避开A和S的测量,这是一种数据处理的巧妙方法,非常有用。查理孙直线法:lgI0T2lgASe230KT运用此方法好处是,可以不用测定A和S的具体值直接从,I和T就可以得出的值,A和S的影响只是使lgI0T21平行移动。T从加速电厂外延求零场电流:(12)
IaI0exp0439EaT
lgIalgI0
0439230
1rr1l
2r1
Va
T
(13)
如果以lgIa为纵坐标,以Va为横坐标作图,此直线的延长线与纵坐标的交点,即截距为lgIa。由此即可求出在一定温度下,加速电场为零时的热发射电流I0。综上所述,要测定金属材料的逸出功,首先应该把被测材料做成二极管的衣阴极。当测定了阴极温度T,阳极电压Va和发射电流Ia后,通过上述的数据处理,得到零场电流I0,即可求出逸出功e。
4
f3.数据处理程序设计
开始经过数据处理得出表三输入实验数据根据拟合直线求出斜率
For循环输出表一
对表一进行数据换算出表二
实验正确性检验计算相对误差
利用表二数据绘出lgIaVa图形终止
利用直线拟合找出lgI0
数据处理流程图此次试验的数据处理,本着数形结合的理念,让实验者看到实验中数与形的联系和数与形的优缺点。数据处理过程中,我们严格按照实验要求的过程来,每一步的实验步骤都会在现示区显示,有利于实验者更好的理解此实验的过程步骤。4.数据处理的部分验证性程序和结果:部分实验结果如图1所示:
5
f6
f图1部分实验结果
7
f图2
由lgIaVa直线确定lgI
我们所做的这个数据处理软件,严格按照实验步骤进行,所做的每一步都有显示,有助于每一个实验者的理解与学习,数形结合,直观形象的表现出各个变量之间的物理关系。它还具有以下优点1运用vb作图r