YMP-6109 # 理想真空二极管综合实验装置

实验简介

YMP-6109型实验装置通过测量金属钨的电子逸出功，将钨丝作为“理想"二极管的阴极材料，阳极做成与阴极共轴的金属圆环，把阴极发射端限制在温度均匀的一定长度内而又可以近似的把电极看成是无限长的无边缘效应的理想状态。为了避免阴极的冷端效应（两端温度较低）和电场不均匀等边缘效应，在阳极两端各加装一个保护（补偿）电极，它们与阳极同电位但与阳极绝缘。

当钨丝通电发光发热后，金属内部部分热电子获得大于逸出功的能量，从金属表面逃逸形成热电子发射电流。根据金属中电子能量遵从费米-狄拉克量子统计分布规律，获得热电子发射电流公式，从而计算逸出功（WorkFunction）。本装置实验内容还有：电子在径向电场和轴向磁场中的运动；费米-狄拉克分布的研究；理想真空二极管的伏安特性。

YMP-6109 # 理想真空二极管综合实验装置实验目的

1. 金属电子逸出功的测定。

2. 电子在径向电场和轴向磁场中的运动。（磁控法测量电子荷质比）

3. 费米-狄拉克分布的研究。

4. 理想真空二极管的伏安特性。

YMP-6109 # 理想真空二极管综合实验装置特点

• 理想真空二极管透明直观

  理想真空二极管安装在的管座之上，并且配有透明的亚克力保护罩，既可以直观的观察真空二极管的工作状态（钨丝发光），还可以有效地保护真空二极管（玻璃器件）。独立的管座上印有直观的实验原理图，可以使得学生更好的理解整个实验原理，也方便连接导线。

  

• 阳极电流测量准确稳定

  采用微安级电流放大器测量阳极电流，采用四位半数显表，测量范围可达0.1uA~20mA，可以准确、精细、稳定地测量到微弱的阳极电流。

• 阳极电压输出高效精准

  采用线性电源作为阳极电压电源，输出幅度达到高达160.0V，可以稳定、高效地提供真空二极管的阳极电压。

• 螺线管线圈

  方便地置于亚克力罩之上。

• 可拓展为数字化实验

  数字化实验：仪器可以选配2路数据采集接口和电压传感器，可以升级成为基于电脑的数字化数据采集和分析实验系统。

  
  

实验内容

实验一：金属电子逸出功的测定

1. 在不同阳极电压和灯丝温度下的阳极电流及其对数值，作　l_gI_a～√U_a 图。

2. 在不同温度T时所算得的　lg( I / T²) 和　1/T　图。

直线斜率：m = -22756

逸出电势: φ = 4.52 (V)

逸出功（功函数）eφ = 4.52 eV

与逸出功（功函数）值　eφ=4.54eV　相比的相对误差：E_r = 0.53%

实验二：电子在径向电场和轴向磁场中的运动（磁控法测量电子荷质比）

实验三：费米-狄拉克分布的研究