钨的逸出功测定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，这份能量称为电子逸出功。
电子从加热的金属中发射出来的现象称为热电子发射。
热电子发射的性能与金属材料的逸出电势(或逸出功)有关。
在电真空器件阴极材料的选择中，材料的逸出电势是重要参量之一。
本实验用理查逊(Richardsion)直线法测量钨的逸出电势，这一方法有丰富的物理思想和较好的数据处理基本训练。
【实验目的】1(了解有关热电子发射的基本规律。
2(用理查逊直线法测定钨丝的电子逸出电势V。
3(进一步学习数据处理方法。
【实验仪器】金属电子逸出功测定仪【实验原理】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。
若真空二极管的阴极(用被测金属钨丝作成)通———————————————————————————————————————————————以电流加热，并在阳极上加以正电压时，在连接这两个电极的外电路中将有电流通过，如图1所示。
这种电子从热金属丝发射的现象，称热电子发射。
从工程学上说，研究热电子发射的目的是用以选择合适的阴极材料，这可以在相同加热温度下测量不同阴极材料的二极管的饱和电流，然后相互比较，加以选择。
1(电子逸出功根据固体物理学中金属电子理论，金属中的传导图 1电子能量的分布是按费米-狄拉克能量分布的。
即31E?EFdN4π??)+1? (1)f(E)==3(2m)2E2?exp(dEhKT??式中，EF是费米能级。
在绝对零度时电子的能量分布如图2中曲线(1)所示。
这时电子具有的最大能量为EF。
当温度T > 0时，电子的能量分布曲线如图3中曲线(2)(3)所示。
其中能量较大的少数电子具有比EF更高的能量，其数量随能量的增加而指数减少。
钨的逸出电位的测定金属电子逸出功（或逸出电势）的测定实验，是帮助我们了解金属内电子的运动规律和研究金属电子功函数的一个重要的物理实验。
本实验加深对于热电子发射基本规律的了解，综合性地应用了直线测定法、外延测量法和补偿测量法等基本实验方法以及在数据处理方面的一些技巧，对培养实验者的基本实验素质是很有帮助的。
【实验目的】1．了解关于热电子发射的基本规律。
2．用里查逊（Ricbaedson ）直线法测定钨丝的电子逸出电位ϕ 。
【实验原理】在高度真空的管子中，装上两个电极（如普通的二极管），其中一个用被测的金属丝作成。
如果金属丝通以电流加热，在另一个“冷”的电极上加上以金属丝为正的电位，那末在连接这两个电极的外电路中将有电流通过（如图1），这种现象称为热电子发射。
研究热电子发射的目的之一就是要选择合适的阴极物质。
实验和理论证实：影响灯丝发射电流密度的主要参量是灯丝温度和灯丝物质的逸出功。
灯丝温度愈高，发射电流密度愈大；金属的逸出功愈小，发射的电流密度亦愈大。
因此理想的纯金属热电子发射体应该是具有较小的逸出功而有较高的熔点，使得工作温度得以提高，以期获得较大的发射电流。
目前应用最广泛的纯金属阴极是钨，个别的亦有银鉭等金属。
1．电子的逸出功根据固体物理中金属的电子论，金属中的传导电子具有一定的能量。
但是它们处于简并情况，单个原子中的每一能级分裂为许多很靠近的能级，犹如一连续的带，称之为“能带”。
现代电子论认为金属中电子能量分配不是按照麦克斯韦（Maxwell ）分布，而是按费密一狄喇克（Felmi －Dirac ）统计公式分布的。
图1 绝对零度时其能量分布曲线 图2 电子的能量分布曲线即 11)2(4)(21233+-==kTW W e w m hdW dN W f i π (1)在绝对零度时其能量分布曲线如图33－2中曲线（1）所示，此时电子具有最大的动能为Wi （称为费密能级）。
当温度升高时。
（例如 1500K ），电子的能量分布曲线如图33－2中（2）所示。
逸出功的测定【实验目的】1、了解热电子发射规律。
2、掌握逸出功的测量方法。
3、学习一种数据处理方法 【实验原理】若真空二极管的阴极(用被测金属钨做成)通以电流加热，并在阳极上加正电压，则在连结两个电极的外电路中就有电流通过，如图1-4-1所示。
这种电子从加热金属中发射出来的现象，称热电子发射。
研究热电子发射的目的之一，就是要选择合适的阴极材料。
逸出功是金属的电子发射的基本物理量。
1、 电子的逸出功由于金属表面与外界(真空)之间存在势垒W b ，如图1-4-3。
电子要从金属逸出，必须至少有能量W b 。
在绝对零度时，电子逸出金属表面，至少需要得到能量W 0＝W b 一W F ＝e φ （1-4-2）W 0(e φ)称为金属电子的逸出功，常用单位为电子伏特(eV)。
它表征要使处于绝对零度下的具有最大能量的电子逸出金属表面所需给予的能量。
e 为电子电荷，φ称逸出电位。
可见，热电子发射，就是利用提高阴极温度的办法，改变电子的能量分布，使其中一部分电子的能量大于W b ，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的作用。
2、热电子发射公式根据费米-狄拉克能量分布公式(1-4-1)，可以推导出热电子发射公式，称里查逊-杜什曼(Richardson-Dushman )公式。
kTe eAST I Φ－＝20 (1-4-3)式中：I 0-热电子发射的电流强度(A)S-阴极金属的有效发射面积(cm 2) k -玻尔兹曼常数 T -绝对温度e φ-金属的逸出功A-与阴极化学纯度有关的系数 3、里查逊直线法将(1-4-3)式两边除以T 2，再取对数，得到T 1004.5AS lg kT 30.2e AS lg T I lg320Φ－＝Φ－＝ (1-4-4)从(1-4-4)式可以看出，20lg T I 与T 1成线性关系。
如果以20lg TI 为纵坐标轴，T 1为横坐标轴作图1-4-1 真空二极管工作原理图，从得到的直线斜率即可求出电子的逸出功e φ值。
