實驗簡介

YMP-6109型實驗裝置通過測量金屬鎢的電子逸出功，將鎢絲作為“理想"二極管的陰極材料，陽極做成與陰極共軸的金屬圓環，把陰極發射端限制在溫度均勻的一定長度內而又可以近似的把電極看成是無限長的無邊緣效應的理想狀態。為了避免陰極的冷端效應（兩端溫度較低）和電場不均勻等邊緣效應，在陽極兩端各加裝一個保護（補償）電極，它們與陽極同電位但與陽極絕緣。

當鎢絲通電發光發熱后，金屬內部部分熱電子獲得大于逸出功的能量，從金屬表面逃逸形成熱電子發射電流。根據金屬中電子能量遵從費米-狄拉克量子統計分布規律，獲得熱電子發射電流公式，從而計算逸出功（WorkFunction）。本裝置實驗內容還有：電子在徑向電場和軸向磁場中的運動；費米-狄拉克分布的研究；理想真空二極管的伏安特性。

YMP-6109 # 理想真空二極管綜合實驗裝置實驗目的

1. 金屬電子逸出功的測定。

2. 電子在徑向電場和軸向磁場中的運動。（磁控法測量電子荷質比）

3. 費米-狄拉克分布的研究。

4. 理想真空二極管的伏安特性。

YMP-6109 # 理想真空二極管綜合實驗裝置特點

• 理想真空二極管透明直觀

  理想真空二極管安裝在的管座之上，并且配有透明的亞克力保護罩，既可以直觀的觀察真空二極管的工作狀態（鎢絲發光），還可以有效地保護真空二極管（玻璃器件）。獨立的管座上印有直觀的實驗原理圖，可以使得學生更好的理解整個實驗原理，也方便連接導線。

  

• 陽極電流測量準確穩定

  采用微安級電流放大器測量陽極電流，采用四位半數顯表，測量范圍可達0.1uA~20mA，可以準確、精細、穩定地測量到微弱的陽極電流。

• 陽極電壓輸出高效精準

  采用線性電源作為陽極電壓電源，輸出幅度達到高達160.0V，可以穩定、高效地提供真空二極管的陽極電壓。

• 螺線管線圈

  方便地置于亞克力罩之上。

• 可拓展為數字化實驗

  數字化實驗：儀器可以選配2路數據采集接口和電壓傳感器，可以升級成為基于電腦的數字化數據采集和分析實驗系統。

  
  

實驗內容

實驗一：金屬電子逸出功的測定

1. 在不同陽極電壓和燈絲溫度下的陽極電流及其對數值，作　l_gI_a～√U_a 圖。

2. 在不同溫度T時所算得的　lg( I / T²) 和　1/T　圖。

直線斜率：m = -22756

逸出電勢: φ = 4.52 (V)

逸出功（功函數）eφ = 4.52 eV

與逸出功（功函數）值　eφ=4.54eV　相比的相對誤差：E_r = 0.53%

實驗二：電子在徑向電場和軸向磁場中的運動（磁控法測量電子荷質比）

實驗三：費米-狄拉克分布的研究