Resumen: El objetivo de esta práctica es medir la emisión de electrones desde una superficie metálica caliente. Para esto se trabajó con un bulbo modelo 12AV6,




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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
FACULTAD DE CIENCIAS FISICO MATEMÁTICAS




FISICA MODERNA CON LABORATORIO


INTEGRANTES DEL EQUIPO
Arias cruz José Ángel

Calvario Coyotl Javier

Cruz Ojeda Néstor Eduardo

Espindola Ramos Ernesto

Rosas Flores Isaac

Sánchez Vélez Ricardo

Santamaría Juárez Efrén

Vargas Hernández Laura Gabriela

PRACTICA 2: EFECTO TERMOIONICO

ENERO DE 2012

Efecto termoiónico

RESUMEN:

El objetivo de esta práctica es medir la emisión de electrones desde una superficie metálica caliente. Para esto se trabajó con un bulbo modelo 12AV6, en el cual se mantuvo un voltaje (CA) más o menos constante en el filamento, y se le varió la resistencia (y por ende la temperatura de este). Variando la diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo, podemos colectar en el ánodo los electrones emitidos por el filamento caliente, y así podemos obtener información de cómo varia la corriente en función del voltaje. Con la información obtenida calcularemos la temperatura del filamento, la velocidad media de los electrones y compararemos nuestros resultados con la ley de Child.

La práctica se apoya básicamente en la práctica de laboratorio LEP 4.1.10 Characteristic curves of electron tubes (diode, triode), (PHYWE).
INTRODUCCIÓN

La emisión termoiónica consiste en la emisión de electrones por superficies metálicas calientes.

Una característica de los metales es que los electrones exteriores al átomo pertenecientes a la banda de conducción pueden moverse libremente (electrones de valencia) debido a que estos ocupan niveles de energía altos que les permite escaparse del enlace que les une a su átomo. Un electrón que intenta salir de un conductor será libre (es decir, se desprende del metal) si tiene una energía mayor o igual al potencial que lo mantiene ligado al metal.

La función de trabajo es una característica de los materiales cuyo valor es el potencial en voltios de la mínima energía que se le debe suministrar a un electrón para que se escape de la superficie del material. El valor de la función de trabajo depende tanto del material como de la temperatura.

Dentro de la teoría cinética molecular, la temperatura es una magnitud que se relaciona directamente con la energía cinética media de un sistema. Si aumentamos la temperatura de un metal los electrones se mueven más rápido (aumenta su energía cinética); si la energía cinética supera la función de trabajo , los electrones serán emitidos del metal.

La ley de Richardson, la cual se obtiene mediante la teoría cuántica y estadística, relaciona la densidad de corriente emitida por un metal caliente de función de trabajo calentado a la temperatura absoluta T:

----------Ec.1

Donde es la carga electrónica, la constante de Boltzmann y es una constante teórica de valor , con la masa del electron y la constante de Planck.

Si aplicamos una diferencia de potencial positiva entre el metal caliente y un electrodo colector (en nuestro caso el ánodo) podemos generar una corriente. La densidad de corriente colectada por el electrodo () está dada por la ley de Child:

----------Ec.2

Donde depende de la geometría del circuito.

La práctica se apoya básicamente en la práctica de laboratorio LEP 4.1.10 Characteristic curves of electron tubes (diode, triode), (PHYWE). Se pretende observar las curvas teóricas correspondientes a la lay de Child; y el comportamiento de la corriente inicial, correspondiente a una de las regiones de las curvas características de un diodo (con la cual podremos calcular la temperatura del filamento). Calcularemos la velocidad media de los electrones usando la distribución de velocidades de Maxwell.

DESCRIPCIÓN DE INSTRUMENTOS:

  • Bulbo modelo 12AV6

  • Fuente de Corriente directa (RSR DC POWER SUPPLY HY 3003)

  • Reóstato ( CHAUVIN-ARNOUX: )

  • Resistencias de y

  • Fuente 6V C.A

  • 3 multímetros ( RMS MULTIMETER EXTECH 430)

  • 1multímetro (MULTIMETER PROCHET 505)


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