1. Подключить модуль ФПО-06 соединительным кабелем к источнику питания (ИП на рис. 6). Амперметр на панели источника питания служит для контроля тока накала Iн, максимальное значение которого не должно превышать 2,2 А. Плавная регулировка напряжения накала осуществляется ручкой, расположенной под амперметром.
Напряжение накала Uн измеряется вольтметром (PV), который подключается к тем клеммам на источнике питания, где указано напряжение 2,5 – 4,5 В.
Вольтметр на панели источника питания измеряет анодное напряжение Uан, регулировка которого осуществляется ручкой на панели источника питания, расположенной непосредственно под вольтметром.
Для измерения анодного тока Ia используется амперметр (PA на рис. 7), который подключается на модуле ФПЭ-06 к клеммам РА. Он должен работать в режиме миллиамперметра, измеряя ток до 20 мА.
2. Установить напряжение накала 3,7 В и, увеличивая анодное напряжение от 10 до 100 В через каждые 10 В, записать значения анодного тока в таблицу 1.
Таблица 1.
| UA |
| IA |
Iн =
3. Провести измерения (пункт 2) для 4 – 5 любых значений напряжения накала в интервале от 3,7 до 4,3 В.
4. Для каждого значения тока накала построить вольтамперную характеристику и точку перегиба полученной кривой считать точкой насыщения.
5. Для всех значений напряжения накала рассчитать мощность, выделяемую на катоде, по формуле P = IнUн, а также мощность, приходящуюся на единицу площади поверхности катода. Для данной лампы площадь поверхности катода принять Sn = 3,52·10-2 см2.
6. По графику (рис.5) зависимости температуры катода от P/Sn определить температуру катода для каждого значения мощности нагрева.
7. Рассчитать плотность анодного тока насыщения по формуле 
. Принять 
.
8. Все полученные данные занести в таблицу 2.
9. Построить график зависимости 
от 
.
Таблица 2.
| № | Iнас, mA | IН, А | UН, В | P/Sn, Вт/см2 | Т, К | 1/Т | Jнас, mA/м2 | Jнас/T2 | 
|
10. Определить тангенс угла наклона полученной прямой к оси абсцисс и рассчитать работу выхода по формуле (5).
11. Рассчитать погрешность измерений по правилу графической обработки результатов измерений.
Контрольные вопросы
1. Что называется работой выхода электрона из металла?
2. Какова природа сил, удерживающих электрон в металле?
3. Нарисуйте и объясните вольтамперные характеристики вакуумного диода.
4. Что такое ток насыщения, и как он зависит от температуры?
5. Объясните физическую природу закона трех вторых.
6. Из каких соображений можно вывести формулу Ричардсона-Дешмена?
Литература
1. И.В.Савельев. Курс общей физики. Т. 2. М: Наука, 1988. – 431 с.
2. И.В.Савельев. Курс общей физики: В 5 кн.: Кн.2: Электричество и магнетизм: Учебное пособие для вузов. Изд. АСТ, Астрель, 2008.- 336 с.
3. А.Н. Матвеев.- Электричество и магнетизм: учеб. пособие студентов вузов.- М: ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2005. – 464 с.
