Учебные лабораторные комплексы по квантовой физике. Лукс Р.К - 31 стр.

UptoLike

Составители: 

Для более полного понимания характера поведения вольтамперных
характеристик полезно изучить влияние на них концентрации атомов в колбе
лампы. Если концентрацию атомов уменьшить, доведя ее до такой величины,
когда число столкновений с электронами будет ничтожно мало, то такую лампу
можно считать вакуумной.
Прежде всего, полезно изучить вольтамперную характеристику
вакуумной лампы.
1.1. Вакуумная лампа
Анодная характеристика. Вакуум в лампе должен быть таким, чтобы не
было столкновений электронов с остаточным (после откачки) газом лампы. Это
означает, что средняя длина свободного пробега электрона
λ
в таком сосуде
должна быть много больше размеров этой лампы L, (
λ
>>L). Однако вполне
подходит и менее жесткое условие
λ
>L. Такое условие может быть выполнено
для лампы, наполненной парами ртути при комнатной температуре (t 20
0
С). В
этом случае давление паров ртути невелико и условие
λ
> L обычно
выполняется.
Рис.3. Вид анодной характеристики вакуумного триода
Анодная характеристика такой лампы приведена на рис.3 и описывает
при больших V
y
явление так называемого тока насыщения, что означает, что все
электроны, испускаемые раскаленной нитью катода в единицу времени,
достигают анода. Возникает вопрос, почему существует область напряжений
(заштрихованная часть кривой) до выхода на плато тока насыщения, т.е. почему
ток насыщения не возникает непосредственно с V
y
> 0.
Дело в том, что из раскаленной нити вылетают электроны с разными
скоростями (далее будем говорить с разными энергиями). Энергии этих
электронов распределены по определенному закону f(E). В соответствии с ним
есть некоторое количество очень медленных и очень быстрых электронов.
Медленные электроны образуют вокруг раскаленной нити электронное облако
(раскаленная нить, потеряв электроны становится положительно заряженной и
стремится вернуть обратно покинувшие ее электроны). Таким образом,
электронное облако становится неким препятствием для вылетающих
электронов, но по мере роста ускоряющей разности потенциалов V
y
электронное