大物实验2-2论文(中国石油大学)(2)

关键词

里查逊直线、金属电子逸出功逸出功、电子比荷

引言

在大学物理实验的学习中我们学到了许多的物理实验方法：里查逊直线法、极限法、外延测量法、补偿测量法……..其中里查逊直线法是应用比较广泛的一种方法，在《金属电子逸出功与电子比荷测量》、《动态法测量固体材料的杨氏模量》等中都有应用。这就要求我们比较熟悉的掌握它的原理、使用、优点。

正文

金属中存在大量的自由电子，但电子在金属内部所具有的能量低于在外部所具有的能量，因而电子逸出金属时需要给电子提供一定的能量，这份能量称为逸出功。目前应用最广泛的纯金属是钨，本实验就是以钨金属为研究对象，测定其电子逸出功及电子荷值比。 热电子发射公式

根据费米—狄拉克能量分布，可以推导出热电子发射公式，称为里查逊—杜什曼公式： I。=AST…..（1）

式中I。为热电子发射的电流强度（A）

S为阴极金属的有效发射面积（cm2）

K为波尔兹曼常数

T为绝对温度

eΦ为金属的逸出功

A为与阴极化学纯度有关的系数

原则上，只要测出I。，A，S，T，便可由公式计算出逸出功eΦ，但困难的是A和S是难以直接测量的，所以，在实际测量中，常用里查逊直线法确定eΦ，以设法避开A和S的测量。

里查逊直线法

将式（1）两边除以T2，再取对数，得到

㏒I。/T2=（2）

从式（3）可以看出，㏒I。/T2与1/T成线性关系。如果以㏒I。/T2为纵坐标轴，1/T为横坐标轴作图，通过直线斜率即可求出逸出电位Φ，从而求出电子的逸出功eΦ值。A和S的影响只是使㏒I。/T2——1/T直线平移。

篇三：中国石油大学大学物理实验模板

实验日期：

中国石油大学大学物理实验 实验报告成 班级： 姓名： 同组者：教师： 岩芯电阻率的测量

（特别说明：本文是一篇模拟实验报告，重点是学习实验报告的基本内容、格式要求、数据处理方法等，具体实验内容与实验实际要求内容可能不一致。数据处

理必须有简要计算过程。）

[实验目的]

1．了解灵敏电流计的结构和工作原理。 2．学习测量岩芯电阻率的方法。

[实验原理]

岩芯电阻率可以反映出岩芯的孔隙度，从而反映出地层储油多少和渗流能力的大小，它的测量在电法测井和石油开采中具有重要的意义。本实验测量岩芯电阻率的原理

如图1所示，将一圆柱形岩芯固定在夹具之间，通常岩芯

的电阻率较大，因而电流微弱，图中的电

流表是一种能够检测弱电流的灵敏电流计。

设岩芯长度为L，直径为D，则岩芯的电阻大小为

R??

LS

??

4L

图1实验原理图

?D

2

（1）

又由欧姆定律得

R?

?U?I

（2）

上式中?U和?I表示电压和电流的变化量。由以上两式整理得到岩芯电阻率的计算公式为

??

?D2?U

4L?I

（3）

本实验要求分别用逐差法、作图法和最小二乘法处理数据，分别求出岩芯的电阻率。

（说明：“实验原理”包括简要的基本概念和理论、计算公式和必要的原理

图、线路图和光路图，切勿通篇抄教材上已有的实验原理。）

[实验仪器]

待测岩芯、灵敏电流计（量程50×10-10A ，级别0.1）、电压表（量程10V、级别1.0）、直流稳压电源、滑线变阻器、游标卡尺（精度0.02mm）、千分尺（一级）等。

（说明：实验仪器记录要尽量详细一些，数据处理时可能会用到，如电表

量程和级别等。）

[实验内容、数据记录及处理]

1．按照实验线路图正确连接线路 2．岩芯参数的测量与数据处理

（说明：注意有效数字和单位）

① 岩芯长度的测量和不确定度的计算

表1 测量岩芯长度（工具：1/50游标卡尺） 日期:__月__日

16

平均值：

L?

?n

1

6

Li?

(1.122?1.124?1.120?1.126?1.122?1.118)?1.122cm

i?1

不确定度A类分量：

n

2

?

uA?

i?1

(Li?L)n(n?1)

?

0.002

2

?0.002

2

?0.004

2

?0.004

2

6?5

?0.0012cm

（说明：不确定度一般取1-2位有效数字即可，必须写出单位。）

1/50卡尺极限误差：

?仪?0.02mm

不确定度B类分量：

uB?

?仪

3?0.023

?0.012mm

合成不确定度：

uL?

uA?uB?

2

2

0.01?0.01

22

?0.016mm

相对不确定度：

B?

?L

L

?100%?

0.01611.22

?100%?0.14%

所以岩芯长度L的测量结果为

?L?(11.22?0.02)(mm)

?

B?0.14%?

（说明：实验结果表示为完整形式；特别要注意有效数字、书写格式和单

位。）

② 岩芯直径的测量和不确定度的计算

表2 岩芯直径（工具：一级千分尺）日期:__月__日

平均值：

D?

6

?n

n

1

Di?

16

(4.002?4.003?4.002?4.000?3.998?3.995)?4.000mm

i?1

不确定度A类分量：

2

?

u

A

(Di?D)n(n?1)

?

?

i?1

0.002

2

?0.003

2

?0.002

6?5

2

?0.002

2

?0.005

2

?0.0012mm

0-25mm一级千分尺极限误差：

?仪?0.004mm

所以不确定度B类分量：

uB?

?仪

3?0.004

3

?0.0023mm

合成不确定度：

uD?

uA?uB?

2

2

0.0012

2

?0.0023

2

?0.0026mm

相对不确定度：

B?

uDD

?100%?

0.00264.000

?100%?0.07%

所以岩芯直径D的测量结果：

?D?(4.000?0.003)(mm)?

?B?0.07%

3．测量电压和电流

通过移动滑线变阻器触头位置，改变加到岩芯上的电压的大小，记录电压表和灵敏电流计的读数。 …… 此处隐藏：558字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……