Федеральное агентство по образованию
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра физики
Отчёт

Лабораторная работа по курсу физики

Изучение кинематики вращательного движения
Преподаватель:                                                    Студенты группы 346

_______Орловская А.В.                                       _______Сивун Д.О.

«__»_______2007г.                                                _______Юрьев С.А.
Томск

2007г.

Введение

   

    Целью данной работы является изучение распределения Больцмана на примере исследования температурной зависимости тока термоэлектронов, а также определение работы выхода электоронов из металла в вакуум.
1.Описание экспериментальной установки

   


    Система металл-вакуум в данной работе реализуется в двухэлектродоной электронной лампе (рис. 1.1). Один из электродов лампы – катод 1         подогревается с помощью спирали 2, по которой пропускается ток I_н, называемый током накала. Эмитированные катодом электроны собираются вторым электродом лампы – анодом 3.

    Рисунок 1.1

   

    Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 1.2 первичная обмотка трансформатора Т питается от сети переменного тока напряжением 220В. Вторичная обмотка подключена к диодному мосту VД, выпрямленное напряжение с которого через переменный резистор R
и миллиамперметр ИП1 подается на накльную спираль лампы Л. Рукоятка управления резистором R
выведена на лицевую панель установки. На этой же панели расположен миллиамперметр ИП1.Регулировка тока накала производится резистором R
. Определение температуры катода осуществляется по величине тока накала I
_н
измеренному миллиамперметром ИП1 с помощью градуировочной кривой (рис 1.3).Для измерения тока I_a
термоэлектронов, попадающих на анод, служит микроамперметр ИП2, включенный в анодную цепь. Прибор ИП2 также расположен на лицевой панели установки. На правой стороне установки расположен переключатель рода работ и гнезда для магазина сопративлений «М».

                                                           

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3

2. Основные расчетные формулы

Формула зависимости работы выхода от углового коэффициента

                                                                                                         (2.1)

, где а – угловой коэффиецент

         Дж/(моль К)

Формулы нахождения коэффициентов по методу наименьших квадратов

;                                                                      (2.2)

                                                                       (2.3)

Формулы вычисления погрешностей коэффицентов а и
b

;                                                                        (2.4)

, где                                                                 (2.5)

;
Формула вычисления погрешности для работы выхода электрона из металла в вакуум
                                                                                              (2.6)
3. Результаты работы и их анализ
Таблица 3.1 - Результаты измерения и расчетов.

    

I н , мА	I a , мкА	T, К	Ln Ia	, К-1
0,2	4	1030	-12,4292	9,7*10-4
0,3	5	1080	-12,2061	9,25*10-4
0,4	7	1110	-11,8696	9*10-4
0,5	13	1125	-11,2506	8,88*10-4
0,6	25	1160	-10,5966	8,62*10-4
0,7	44	1180	-10,0313	8,47*10-4
0,8	78	1210	-9,4588	8,26*10-4

По методу наименьших квадратов вычислим коэффициенты а и b
по формулам 2.2 и 2.3:

 a = -39884,42;                                                b = - 4.62                               

По методу наименьших квадратов построим график зависимости ln I_a от 1/T

                         График зависимости ln

Ia

от 1/
T
. Рисунок 3.1
По формуле 2.1 вычислим работу выхода электрона из металла в вакуум:


По формуле 2.4 вычислим погрешность для a и b




По формуле 2.6 вычислим погрешность для энергии выхода электрона:

Заключение

     Мы опытным путем подтвердили справедливость формулы , т.е. точки измеренной зависимости наложились на лианеризованную теоретическую прямую(рис. 3.1), т.е.мы подтвердили справедливость распределения Больцмана на примере исследования температурной зависимости тока термоэлектронов А также определили работу выхода электорона из металла в вакуум.