Εκπαιδευτική Συσκευή Μέτρησης Έργου Εξαγωγής Μετάλλου και Ειδικού Φορτίου Ηλεκτρονίου

Πειραματική συσκευή, σχεδιασμένη για τη μελέτη έργου εξαγωγής ενός μετάλλου, βάσει της αρχής της θερμιονικής εκπομπής, σε σωλήνα διόδου υπό κενό. Σε αυτή τη μέθοδο, το μέταλλο - κάθοδος θερμαίνεται σε επαρκώς υψηλή θερμοκρασία, ώστε τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να διαφύγουν από την επιφάνειά του. Ο αριθμός των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η εκπομπή ηλεκτρονίων.

Με την τοποθέτηση μιας ιδανικής διόδου αερόκενου σωλήνα, σε μαγνητικό πεδίο, το οποίο είναι κάθετο προς το πεδίο ηλεκτρονίων, τα κινούμενα ηλεκτρόνια, που εκπέμπονται από την κάθοδο, θα υφίστανται δύναμη Lorentz και θα έχουν σπειροειδή τροχιά. Όταν η δύναμη Lorentz είναι αρκετά ισχυρή, τα ηλεκτρόνια δεν θα φτάσουν στην άνοδο, κι έτσι δεν υπάρχει ρεύμα εξόδου από τη δίοδο. Με αυτό τον τρόπο, η έξοδος της διόδου ελέγχεται από το ρεύμα μαγνητισμού. Αυτή είναι η αρχή ενός σωλήνα magnetron. Η αναλογία φορτίου μάζας (e / m), δηλαδή το ειδικό φορτίο του ηλεκτρονίου, μπορεί να προσδιορισθεί από τις παραμέτρους, που εφαρμόζονται στο σωλήνα magnetron.

Χρησιμοποιώντας αυτή τη συσκευή, οι φοιτητές έχουν τη δυνατότητα να κατανοήσουν:

• την έννοια της θερμιονικής εκπομπής ηλεκτρονίων και να επαληθεύσουν το φαινόμενο Schottky
  
• την έννοια του έργου εξαγωγής ενός μετάλλου
• τη διαδικασία μέτρησης του έργου εξαγωγής μετάλλου, βάσει της μεθόδου Richardson (straigth line)
• την αρχή magnetron και τον προσδιορισμό του λόγου φορτίο προς μάζα ηλεκτρονίου (e/m) με magnetron