金属电子逸出功需要测量哪些物理量为什么

① 逸出功的金属逸出功的测量

电子从金属中逸出，需要能量．增加电子能量有多种方法，如用光照、利用光电效应使电子逸出，或用加热的方法使金属中的电子热运动加剧，也能使电子逸出．本实验用加热金属，使热电子发射的方法来测量金属的逸出功．
图1
如图1所示，若真空二极管的阴极(用被测金属钨丝做成)通以电流加热，并在阳极上加以正电压，在连接这二个电极的外电路中将有电流通过．这种电子从加热金属线发射出来的现象，称为热电子发射．
研究热电子发射的目的之一，是选择合适的阴极材料．诚然，可以在相同加热温度下测量不同阳极材料的二极管的饱和电流，然后相互比较，加以选择．但通过对阴极材料物理性质的研究来掌握其热电子发射的性能，是带有根本性的工作，因而更为重要．
在通常温度下由于金属表面与外界(真空)之间存在一个势垒Wa，所以电子要从金属中逸出必须至少具有能量Wa，在绝对零度时电子逸出金属至少需要从外界得到的能量为
W0=Wa-Wf=eΦ
W0称为金属电子的逸出功，其常用单位为电子伏特(eV)，它表征要使处于绝对零度下的金属中具有最大能量的电子逸出金属表面所需要给予的能量，Wf为费米能级．Φ称为逸出电位，其数值等于以电子伏特表示的电子逸出功．热电子发射就是用提高阴极温度的办法以改变电子的能量分布，使其中一部分电子的能量大于Wa，使电子能够从金属中发射出来．因此，逸出功的大小对热电子发射的强弱具有决定性作用．
1 热电子发射公式
根据费米–狄拉克能量分布公式，可以导出热电子发射的里查逊—杜什曼(Richar-dson-Dushman)公式：
(1)
式中 I为热电子发射的电流强度，单位为A；A为和阴极表面化学纯度有关的系数，单位为A/cm2·C2；S为阴极的有效发射面积，单位为cm2；k为玻尔兹曼常数(k=1.38×10-23J/K)．
原则上我们只要测定I，A，S和T，就可以根据式(11.1)计算出阴极材料的逸出功，但困难在于A和S这两个量是难以直接测定的，所以在实际测量中常用下述的里查逊直线法，以设法避开A和S的测量．
2 里查逊直线法
将式(1)两边除以T2，再取对数得到
(2
从式(11.2)可以看出, 与1/T成线性关系．如果以 作纵坐标，以1/T为横坐标作图，从所得直线的斜率即可求出电子的逸出电位Φ，从而求出电子的逸出功eΦ．这个方法叫做里查逊直线法，它的好处是可以不必求出A和S的具体数值，直接从I和T就可以得出Φ的值，A和S的影响只是使 直线平行移动．这种实验方法在实验、科研和生产上都有广泛应用．
3 从加速场外延求零场电流
为了维持阴极发射的热电子能连续不断地飞向阳极，必须在阴极和阳极间外加一个加速电场Ea．然而由于Ea的存在使阴极表面的势垒Eb降低，因而逸出功减小，发射电流增大．这一现象称为肖脱基(Scholtky)效应．可以证明，在加速电场Ea的作用下，阴极发射电流Ia与Ea有如下的关系：
(3)
式中，Ia和I分别是加速电场为Ea和零时的发射电流．对式(11.3)取对数得
(4)
如果把阴极和阳极做成共轴圆柱形，并忽略接触电位差和其它影响，则加速电场可表示为
(5)
式中，r1和r2分别为阴极和阳极的半径，Ua为加速电压．将式(5)代入式(4)得 (6)
由式(6)可见，在一定的温度T和管子结构下，logIa和 成线性关系．如果以logIa为纵坐标，以 为横坐标作图，此直线的延长线与纵坐标的交点为logI．由此即可求出在一定温度下，加速电场为零时的发射电流I(如图2所示).
图2
综上所述，要测定金属材料的逸出功，首先应该把被测材料做成二级管的阴极．当测定了阴极温度T，阳极电压Ua和发射电流Ia后，通过数据处理，得到零场电流I，然后即可求出逸出功eΦ(或逸出电位Φ)来了． 根据上述实验原理，全套仪器应该包括二级管，二级管供电电源，温度测量系统和测量阳极电压、电流的电表．
光测高温计测出的色温转化为实际温度的公式为
将c2/λ=2.20×104度的值代入，并改用常用对数，则得
因为单色辐射系数ελT<1，可见一个物体的真正温度T总是高于该物体的亮度温度TL．而且要从测量所得的亮度温度求出真正的温度，必须知道该物体的单色辐射系数ελT．金属钨在λ=655nm和T=2000K附近时，ελT=0.44． (1) 熟悉仪器装置，并加接好安培表(1A，监视灯丝电流If)、伏特表(150V，测量阳极电压Ua)和微安表(1000μA，测量阳极电流Ia)．接通电源预热10min．
(2) 调节光测高温计和理想二极管，使光测高温计灯丝和理想二极管灯丝都成像清楚，并在视场中央相交．
(3) 取理想二极管参考灯丝电流If为0.55A~0.75A，每隔约0.05A进行一次测量．理想二极管灯丝的温度用光测高温计测定，因此灯丝电流If仅作参考．这样做，可使各次测得的温度的间隔比较均匀些．如果不用参考电流，只要将仪器面板上标有If字样的二个接线柱连接起来即可．如果为了简化实验，不用光测高温计测量温度，也可以根据灯丝电流If查下表得到灯丝的温度T．但这时安培表应该选用级别较高的0.5级表．
(4) 对每一参考灯丝电流必须进行多次温度测量(一般做6~7次)，以减小偶然误差，并记录数据于表1中，求出灯丝温度T．
(5) 对每一参考灯丝电流在阳极上加25V，36V，49V，64V，……，144V诸电压，各测出一组阳极电流，记录数据于表2中，作图并换算至表3．
(6) 根据表11.3数据，作出logIa– 图线，求出截距logI，即可得到在不同灯丝温度时的零场热电子发射电流以I．
(7) 根据表11.4数据，作出 图线，从直线斜率求出钨的逸出功eΦ(或逸出电位Φ)．

② 金属电子逸出功的测定

方法如下：

最大初动能=入射光能量（频率）- 逸出功 ，这个是最大初动能的决定式。 所以最大初动能和逸出功不但有关而且逸出功的大小和入射光的频率会决定最大初动能。

而答案中的后半句，跟题目并没有什么直接关系，只是想告诉人逸出功虽然可以用 入射光能量-最大初动能 来计算得到 但是 这个不是逸出功的决定式，只是一个计算式。

逸出功是金属本身的固有属性（金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功，叫做逸出功），实验中可以测极限频率来得到逸出功的，而它并不是由最大初动能决定的。

也就是说 同一个金属，可以通过改变入射光频率改变最大初动能，但是虽然最大初动能改变了，这个金属的逸出功还是不会变的。当然以上跟题目本身关系并不大。

而且“有关” ”无关” 这种字眼也是相当的模糊了，容易有歧义。

金属逸出功一般有两种实验方法，一种是热激发法，一种就是光激发法。采用光电效应测量时必须是可以产生外光电效应的金属（即光照射后可产生光电子从金属表面脱离），根据爱因斯坦光电方程hf=1/2*m*V^2+A来求解。其中h为普朗克常数。

f为光频率，1/2*m*V^2为光电子动能，A为逸出功。实验中需要解决的是f的测量（使用不同波长的滤光片即可）和光电子动能的测量（需测量光电子的截止电压）。然后就可以计算出逸出功。

③ 金属电子逸出功的测定需要测量哪些物理量

入射光频率，光电子最大初动能，或者直接测遏止电压，乘上e。 W＝hv－Ek

④ 怎样测定金属材料的逸出功

（1） 根据爱因斯坦光电效应方程：1/2mvv=hv-Wk
式中m为电子质量,v为光电子的最大速度,Wk为该金属的逸出功,它的大小与入射光频率v无关,只决定于金属本身的属性.
一束频率为v的单色光入射在真空光电管的光阴极K上.在光电管的收集极(阳板)C和光阴极K之间外加一反向电压,使得C、K之间建立起的电场,对光阴极中逸出的光电子起着阻挡它们到达收集极的作用(减速作用).随着两极间负电压的逐渐增大,到达收集极的光电子,亦即流过微电流计G的光电流将逐渐减小.当U=Uo`时,光电流将为零.此时逸出金属表面的光电子全部不能到达收集极.Uo`称为外加遏止电势差.
（2）由于光电管在制造过程中的工艺问题及电极结构上的种种原因,在产生阴极光电流的同时,还伴随着下列两个主要物理过程：
反向电流,光电管制作过程中,工艺上很难做到阳极不被阴极材料所沾染,而且这种沾染在光电管使用过程中还会日趋严重.所以当光射到阳极C上或阴极K漫反射到阳极C上,致使阳级C也发射光电子,而外电场对这些光电子却是一个加速场,因此它们很容易到达阴极而形成反向电流.
暗电流和本底电流,当光电管不受任何光照射时,在外加电压下光电管仍有微弱电流流过,称为光电管的暗电流.其原因主要是热电子发射及光电管管壳漏电所致.本底电流是因为室内各种漫反射光射入光电管所致.暗电流和本底电流均使光电流不可能降为零,且随电压的变化而变化,形成光电管的暗特性.由于上述两个因素的影响,实测电流实际上是阴极光电流、阳极光电子形成的反向电流及暗电流的代数和.
四、误差分析
产生误差的原因可能为：
1．反向电流的作用造成误差.
2．暗电流和本地电流对实验结果的影响,暗电流产生的主要原因是热电子发射及光电管管壳漏电所致,本地电流是因为室内各种漫反射光射入光电管所致,暗电流和本底电流使光电流不可能降为零,形成光电管的暗特性.
四、实验方案
（1） 打开汞灯和微电流测试仪,均遇热20分钟左右进行测量.
（2） 调节光电管前后位置,尽量缩小入射光的光斑,以减少杂散光的影响.
（3）调节光电管上下左右的位置,使入射光照到阴极圈的中间,以免入射光直接照到阳极面产生强大的反向电流.
（3） 调好微电流测试仪.
（4） 将波长选择盘转到遮光位置,转动“电压调节旋钮”旋钮,从-2至0v之间,每隔0.2v记一次想对应的电压和电流值,作出暗电流特性曲线.
（5） 将波长选择盘转到365nm位置,从-2v开始测,转动加速电压调节旋钮,每隔0.1v记一次相对应的电流和电压值,直到“微电流指示”数字表接近满度为止.然后作光电流特性曲线.找出光电流特性曲线与暗电流特性曲线的交点所对应的电势差Uo`.
（6） 将波长选择旋钮分别转到405nm、436nm、546nm、577nm位置,按上述同样的方法作出各单色光对应的光电流特性曲线,及所对应的Uo`.
（7） 利用上面测得的数据,作Uo'——v图线,求h出,并与公认值比较.
五、讨论与分析
(1) 汞灯需冷却后再启动,否则会影响其寿命；
(2) 光电管应保存在暗箱内,实验时也应尽量减少光照,故实验不读数时应将波长选择旋钮转到暗的位置.

⑤ 金属材料的逸出功由哪些物理量决定

是由材料本身决定的，一般不一样的材料逸出功不同，会给出来。

⑥ 金属材料的逸出功与哪些物理量有关 具体点

既然是功则离不开力和在力的方向上的位移,回到金属上就是金属原子与其外围电子间的距离和它们间的作用力.这两个因素决定了逸出功.而这又与金属元素的电离能有关的.注意,金属元素的逸出功取决于元素本身,与外部光线的频率,强弱无关.