3. Порядок выполнения работы

1. Установить предел измерений мультиметра 20В (20V по шкале DCV).

2. Включить установку в сеть, включить тумблер «сеть».

3.Включить триод выключателем «лампа». Дать прибору прогреться 2-3минуты.

4. После включения накала катода триода и его прогрева, установить ускоряющий потенциал на первую сетку регулятором напряжения 3 не более десяти вольт (7-9В).

5. Переключить тумблер коммутации измерения тока и напряжения «» 5 в положение .Регуляторами задерживающего напряжения 4 «грубо» и «точно» установить задерживающий потенциал равным нулю.

6. Переключить тумблер 5 «» в положение . Установить предел измерений тока на мультиметре 2000 по шкале DCA, произвести измерение тока в миллиамперах.

7. Переключить тумблер «» в положение . Предел измерений установить 20В (20V по шкале DCV). Установить напряжение 1В.

8. повторить п.6.

9. Увеличивать задерживающий потенциал с шагом 1 В и выполнять п.п.6-7 до тех пор, пока ток не начнет уменьшаться. После этого изменять задерживающий потенциал с шагом 0,1В.

Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1.

Примечание. Если на кривой задержки не наблюдается плато в области малых энергий, уменьшите величину анодного тока при = 0. Отсутствие плато свидетельствует о недопустимо большой величине объемного заряда электронов, искажающего измерения.

10. Повторить п.п. 4-9 с другим значением ускоряющего потенциала .

11.Выключение установки производить в следующей последовательности: переключить тумблер «» в положение ; предел измерений установить 20В (20V по шкале DCV); установить напряжение 0В; выключить лампу тумблером «лампа»; выключить тумблер «сеть»; выключить вилку прибора из розетки..

12. Произвести дифференцирование анодного тока d/ d . Для этого удобно использовать пакет прикладных программ MATНCAD. Результаты дифференцирования занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.

Без применения ЭВМ дифференцирование анодного тока следует производить следующим образом. Для каждого значения задерживающего напряжения в области уменьшения тока взять разность предыдущего и последующего значений -, и разность соответствующих им значений анодного тока , а затем найти отношение d/ d.

13. Для построения ФРЭ будем считать d / d = d/ d. За «ноль» шкалы энергий электронов примем значение . Поскольку эксперимент не ставит целью измерение нормированной ФРЭ, то можно считать :

= А d / d , (11)

где А – константа нормировки, которая не определяется в нашем эксперименте. Для удобства построения графика ФРЭ и его дальнейшей обработки удобно нормировать ФРЭ в максимуме на единицу. Для построения графика удобно использовать пакет прикладных программ MATНCAD. Для этого с клавиатуры введите через пробел 20 значений в строку . После этого введите соответствующие значения _..

На экран будут выведены вольт-амперная характеристика вакуумного триода, зависимость = А d / d и значение постоянной А.

14. Графически определив значение энергии, соответствующее максимуму ФРЭ, найти эффективную температуру распределения термоэлектронов:

Т = 2_max / k .

Используя Максвелловский закон распределения (8) и найденную температуру, нанести на график теоретические значения ФРЭ с учетом нормировки, сделанной в п.13 для величин энергий, найденных в эксперименте.

4. Требования к оформлению отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать название работы, формулировку цели работы, схему экспериментальной установки ,расчетные формулы, таблицы результатов 1 и 2, график , построенный по результатам эксперимента, обработанным с помощью прикладного пакета программ MATНCAD, и график , построенный согласно формуле (8) для полученной температуры , выводы о точности и наглядности модели на основании сравнения экспериментального и теоретического графиков .

5. Контрольные вопросы

1. Что такое фазовое пространство?

2. Что Вам известно о функции распределения непрерывной случайной величины?

3. Приведите примеры физических величин, изменяющихся а) непрерывно, б) дискретно.

4. Как найти среднее значение физической величины по известной функции распределения?

5. Запишите распределение Максвелла молекул по модулям их скоростей для одномерного и трехмерного случаев.

6.Получите выражение для распределения Максвелла молекул по модулям скорости.

7. Как определяются средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости?

8. Получите распределение Максвелла молекул по значениям кинетической энергии.

9. Найдите выражение для наиболее вероятной кинетической энергии. Выполняется ли равенство ? Почему?

10. Какой функцией описывается распределение электронов, испущенных вольфрамовым термокатодом? Почему?

11. Расскажите о методике измерений функции распределения электронов, испущенных вольфрамовым термокатодом.

12. Опишите экспериментальную установку.

13. Что представляет собой кривая «задержки» энергоанализатора и как по ней найти функцию распределения?

14. Как проводить обработку результатов с использованием пакета прикладных программ MATНCAD?

6.Список литературы

1. Иродов И.Е. Физика макросистем. : Учебное пособие /И.Е. Иродов.- М: Физматлит.2001- 430с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики .В 3-х т. [Текст] : Учебное пособие / И. В. Савельев. – Изд.5-е,стереотип. – СПб.: Изд-во “Лань”, 2006. - Т.1. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. – 496с.

3. Шапочкин М.Б. Статистическая физика. : Учебное пособие / М.Б. Шапочкин. - М: Издательский дом Физического общества, 2004 -84с.