Название: Изучение распределения термоэлектронов по скоростям : методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Физика»(Э. Н. Старов.) Жанр: Авиационные технологии и управление Просмотров: 1069 |
Теория метода измеренияЧтобы исследовать реальное распределение термоэлектронов по скоростям, используется метод задерживающего потенциала. Если между сеткой 1 и 2 приложить задерживающую разность потенциалов (φ2< φ1): U3= φ2- φ1 (рис. 5) то через сетку 2 пройдут только те элек- троны, кинетическая энергия которых достаточна для преодоления задерживающей разности потенциалов: 2 mV r eU .
3 - φ3 Vr>Vor 2 - φ2 . . . . . . . (14) 1 .. . . . . … . . .
~
6,3V + φ1
Рис. 5. Устройство пентода
Следовательно, к аноду смогут пройти только электроны со ско-
ростями Vr≥V0r, где V0r найдем из (14)
V0r 2eU3 .
(15)
Для того, чтобы зарегистрировать все электроны, прошедшие сетку 2, со скоростями, удовлетворяющими условию (14), между сет- кой 3 и анодом А подается ускоряющее напряжение (φ4> φ3) : U= φ4- φ3. Таким образом, по величине анодного тока можно судить о ко- личестве электронов преодолевших задерживающий потенциал. За время t электроны в направлении анода пройдут расстояние Vrt, следовательно, все электроны из объема Vr t Sa (Sa – площадь анода), со скоростями Vr> V0r, достигнут анода. Их число c учетом (13) будет равно:
N (V ) V tS
dn(V ) S t
2n eVr
V 2 dV . r r а r V0 r a V 0 r 2
(16)
I Q eэ N (Vr )
пользуя формулу (16), имеем: t , то, ис-
I S е
где еэ – заряд электрона. a э V0 r 2
(17) Из (17) видно, что производная от I по Vr дает с точностью до постоянной распределение Максвелла по скоростям (см. (4)): dI
(18)
Saеэ 2п( )eVr V 2 .
так как V0r ~ U 3 , то, меняя величину задерживающего потенциала,
функции по U3 , мы найдем распределения термоэлектронов по ско-
ростям, если построим зависимость dI U
3
|
|