Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Изучение распределения больцмана и определение работы выхода электронов из металла в вакуум

Тип Реферат
Предмет Физика
Просмотров
871
Размер файла
99 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Изучение распределения больцмана и определение работы выхода электронов из металла в вакуум

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра физики

ОТЧЕТ

Лабораторная работа по курсу "Общая физика"

ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ БОЛЬЦМАНА

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОТЫ ВЫХОДА

ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ МЕТАЛЛА В ВАКУУМ

Выполнил:

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является изучение распределения Больцмана на примере исследования температурной зависимости тока термоэлектронов, а также определение работы выхода электронов из металла в вакуум.

2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА


Схема экспериментальной установки приведена на рис.2.1. Первичная обмотка трансформатора Т питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Вторичная обмотка подключена к диодному мосту VD, выпрямленное напряжение с которого подается на накальную спираль электронной лампы Л.

Регулировка тока накала производится сопротивлением R, движок управления которым выведен на лицевую панель установки. На этой же панели расположен миллиамперметр ИП1. Определение температуры катода осуществляется по величине тока накала IН , измеренного миллиамперметром ИП1, с помощью градуировочной кривой. Для измерения тока IA термоэлектронов, попадающих на анод, служит микроамперметр ИП2, включенный в анодную цепь. Прибор ИП2 также расположен на лицевой панели установки.

Суть эксперимента заключается в измерении зависимости анодного тока IA от тока накала IН .

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Работа выхода электрона из металла (в Дж):

E = -k a, (3.1)

где k - постоянная Больцмана;

a - угловой коэффициент линеаризованного графика

(3.2)

Абсолютная приборная погрешность вычисляется так:

(3.3)

где у - класс точности применяемого прибора,

хn – так называемое «нормирующее значение».

Доверительный интервал равен =2s( ln IA)

где ln IA – величина, измеряемая косвенно, то результат этого измерения – это функция одного или нескольких прямых измерений, (где s(ln IA)– абсолютные погрешности равные приборным абсолютным погрешностям).

(3.4)

где (3.8) – формула для определения погрешности косвенного измерения прологарифмированного тока термоэлектронов.

где у1– это функция одного или нескольких прямых измерений.

- абсолютные приборные погрешности.

Доверительный интервал равен =2 1/Т

где 1/Т – величина, измеряемая косвенно, то результат этого измерения – это функция одного или нескольких прямых измерений, следовательно абсолютная погрешность 1/Т равна:

(3.5)

где (3.9) – формула для определения погрешности косвенного измерения обратной температуры.

где 1/Т - косвенно измеряемая величина, Т - абсолютная погрешность измеряемой величины, Т – прямо измеряемая величина.

Где T =0,5К т.к. класс точности прибора не указан. В этом случае абсолютная погрешность Dп(Т) не зависит от результата измерения Т. И так как прибор – не цифровой, а- линейка, то Dп(Т) равна половине цены деления прибора.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ.

Экспериментальные данные и результаты их обработки представлены в таблице.

Результаты прямых и косвенных измерений

таб. 4.1

1

2

3

4

5

6

7

8

IН (мА)

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

IA (мкА)

9

13

18

25

33

45

59

77

T (К)

1029

1059

1088

1115

1143

1172

1200

1228

ln IA

-11,618

-11,250

-10,925

-10,596

-10,319

-10,008

-9,7379

-9,4717

1/T (1/К)

0,00097

0,00094

0,00092

0,0009

0,00087

0,00085

0,00083

0,00081

Результаты измерений приведены в таблице 4.1. Там же представлены рассчитанные ln IA и 1/T.

Абсолютные приборные погрешности по формуле (3.3) равны:

мА и мкА.

Доверительный интервал (учитывая косвенность измерений равен ) находим по формуле (3.4)

=1,5/9=0,17мкА

=1,5/13=0,115 мкА

=1,5/18=0,083 мкА

=1,5/25=0,06 мкА

=1,5/33=0,045мкА

=1,5/45=0,033 мкА

=1,5/59=0,0254 мкА

=1,5/77=0,019 мкА

Доверительные интервалы ln IA:

-11.61;

-11.25

-10.92;

-10.59;

-10.31;

-10.00;

-9.737;

-9.47;

Абсолютные погрешности для других экспериментальных точек приведены в таб. 4.2

таб. 4.2

№,

экспер. точки

IA, мкА

,мкА

, мкА

1

9

1,5

0,167

2

13

1,5

0,115

3

18

1,5

0,083

4

25

1,5

0,06

5

33

1,5

0,045

6

45

1,5

0,033

7

59

1,5

0,025

8

77

1,5

0,019

По формуле (3.5) найдем абсолютную погрешность косвенно измеряемой ве

личины – 1/T.

1)s ( 1/T)1 = ; 5)s ( 1/T)2 = ;

2)s ( 1/T)3 = ; 6)s ( 1/T)4 = ;

3)s ( 1/T)5 = ; 7)s ( 1/T)6 = ;

4)s ( 1/T)7 = ; 8)s ( 1/T)8 = ;

Доверительные интервалы 1/T:

Абсолютные погрешности 1/T для всех экспериментальных точек приведены в Таблице 4.3

таб. 4.3

№,

экспер. точки

Т, К

T, К

1/T, K-1

1

1029

0,5

4,7∙10-7

2

1059

0,5

4,4∙10-7

3

1088

0,5

4,2∙10-7

4

1115

0,5

4∙10-7

5

1143

0,5

3,8∙10-7

6

1172

0,5

3,6∙10-7

7

1200

0,5

3,4∙10-7

8

1228

0,5

3,2∙10-7

График

Зависимость ln I от 1/T.

График идет ниже оси ОХ т.к. ln I брал от 9∙10-6, 13∙10-6, 18∙10-6, 25∙10-6,

33∙10-6, 45∙10-6, 59∙10-6, 77∙10-6

Далее рассчитаем угловой коэффициент графика по формуле (3.2):

Из формулы 3.3 определил угловой коэффициент и он равен -13375следовательно работа выхода электронов(3.1) равна 1,380622∙10-23∙13375 и равна 1,8465∙10-19(Дж)

5. ВЫВОДЫ. С целью изучения распределения Больцмана я исследовал

температурную зависимость тока термоэлектронов, и убедился в наличии

линейной зависимости. Определ работу выхода электронов из металла.

Линейность графика подтверждает закон распределения Больцмана, который гласит: «концентрация частиц газа зависит от их потенциальной энергии во внешнем поле». Работа выхода равна электрона из металла равна 1,8465∙10-19(Дж)

Ответы на контрольные вопросы:

1. Под распределением Больцмана понимают зависимость концентрации частиц газа от их потенциальной энергии во внешнем поле:

где n(r) – концентрация частиц в точке пространства, заданной радиусом вектором r;

n0 – концентрация частиц в точке, где потенциальная энергия частицы равна нулю;

U(r) – потенциальная энергия частицы в точке пространства, заданной радиусом вектором r;

k - постоянная Больцмана;

T – абсолютная температура газа.

2. Потенциальная энергия частиц может иметь всего два значения.

3. Распределение Больцмана в графическом виде, область изменения параметров системы в данной работе:

4. Под распределением Больцмана понимают зависимость концентрации частиц газа от их потенциальной энергии во внешнем поле. Закон распределения молекул газа по скоростям, теоретически установленный Максвеллом, определяет, какое число молекул газа из общего числа его молекул в единице объема имеет при данной температуре скорости, заключенные в интервале от u до u+du. Максвелловское распределение устанавливается в результате парных столкновений хаотически движущихся молекул газа. При этом распределение молекул по объему сосуда определяется законом Больцмана.

5. Потенциальные энергии электронов в металле и в вакууме отличаются на величину работы выхода. Под работой выхода понимают потенциальный барьер, который должен быть преодолен электронами, прежде чем они выйдут из металла в вакуум. При комнатной температуре металла, число электронов, обладающих кинетической энергией, достаточной для преодоления барьера, чрезвычайно мало. С увеличением температуры число таких электронов существенно возрастает. Если бы работа выхода равна нулю, то значение графика по осям x будут равны нулю. Если же работа выхода отрицательна (т.е. совершается работа, обратная работе выхода электронов), то коэффициент графика в данном случае должен быть положительным.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
154070
рейтинг
icon
3193
работ сдано
icon
1384
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
150011
рейтинг
icon
5991
работ сдано
icon
2712
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105464
рейтинг
icon
2099
работ сдано
icon
1312
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
59 708 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
ТюмГНГУ
Всё выполнено отлично😉,спасибо большое,очень выручили👌😉😘&#...
star star star star star
Сургутский государственный университет
Спасибо, Анастасия! Очень быстро и качественно выполнили работу! Советую всем!
star star star star star
СПБГУПТД
Сделано быстро и хорошо.Была парочка грамматических ошибок,но это не страшно
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Расчётная работа "гидравлический привод ттс"

Другое, Гидропривод

Срок сдачи к 10 апр.

1 минуту назад

по цифровой обработке сигналов

Онлайн-помощь, Численные методы

Срок сдачи к 5 апр.

4 минуты назад

план-конспект 2 уроков

Отчет по практике, История

Срок сдачи к 8 апр.

5 минут назад

Семья Алексея застраховаоа свой загородный дом стоимостью 1

Решение задач, основы финансовых вычислений

Срок сдачи к 4 апр.

6 минут назад

Написать курсовую все примеры есть

Курсовая, Электрические станции и подстанции

Срок сдачи к 16 апр.

7 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени: 4 апреля 2025 г. 14:16

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Press the down arrow key to interact with the calendar and select a date. Press the question mark key to get the keyboard shortcuts for changing dates.

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно