物理电子学作业题20110913

1物理电子学作业题第一章1．试总结带电粒子在均匀电场、均匀磁场、均匀的复合电磁场以及高频电场中运动的特点。2．一般，电子显微镜的加速电压在104V以上，电子受到该电压的加速，其波动性的波长应如何计算？请查资料回答，光学显微镜、电子显微镜的分辨率由什么因素决定？根据本题计算结果，请谈谈为什么电子显微镜的分辨率远高于光学显微镜的分辨率？3、如图所示，阴极K的电位为0，电子从阴极发出后经A1电极（电位为+U1）加速，从孔B1射出，然后经过一个无场自由空间在B2孔处进入上方的平板系统中。平板系统的上板为负极，下板为正极，两板间隙为d，板间电压为U2。问：（1）若忽略电子从阴极出来时的初始速度，那么电子进入平板系统时的动能为多少？（2）若电子能打到负电极的话，电子的最低能量为多少？（3）若电子从阴极K发出时的初始速度满足一定的分布规律，那么利用该装置是否可以对电子初始速度的分布进行测量？说明测量的基本思路。B2-+A1,U1dK,0B1无场自由空间ABV0-+θE（第3题图）（第4题图）4．如图所示的一个平板系统中，上板为负极，下板为正极。两板间隙为d，板间电压为U。A点是电子的初始位置，电子以初始速度V0，与电场方向夹角为θ的方向进入该平板系统。问：（1）在电子不能打到负电极的情况下，电子在空间的运动轨迹。（2）电子轨迹与电极相切时，满足的条件。（3）若在下电极板B处开一个小孔，则电子能从该小孔通过的条件。通过以上问题的求解，你有何感想？5．如图所示的一个半无限大磁场系统中，A点是电子的入射孔，电子以初始速度0垂直进入磁场强度为B的空间，如图所示。问：（1）电子在空间的运动轨迹。（2）电子打到板的位置。（3）若在板C处开一个小孔，则电子能从该小孔通过的条件。（4）若从A点入射的是某种质荷比的离子，上述情况如何？通过以上问题的求解，你有何感想？AB0C（第5题图）2第二章1．什么是虚阴极？2．在一个理想真空二极管中，阴极为热阴极，阴极温度为T。若空间电荷分布均匀，空间体电荷密度与温度有关，即A(T)，且随着T的增加，也增加。试分析阴极温度对虚阴极位置的影响。3．一钨阴极，4.52eV，试求：（1）使逸出功降低2%时的阴极表面场强。（2）表面势垒的最高点离开阴极表面的距离。（3）在T2300K时，外加电场使阴极的饱和发射电流增加了百分之几。4．已知钨阴极的发射常数22A70A/cmK，逸出功4.52eV，设加速场下，T300K时的发射电流是T3000K时的零场发射电流的1%，试计算加速场的场强。(场强的影响)5．一场发射显微镜，阴极是钨尖（4.52eV），顶部可近似看作抛物面，曲率半径为o1000A。作为收集极的荧光屏离开尖端表面的距离为10cm，其电位比钨尖高5kV。求绝对零度时钨尖场发射电流密度是多少？若钨尖处在室温下（300K），场发射电流密度将增加百分之几？6．试验测得，当光照波长为o4399A时，钠的光电子发射刚好被0.81V的拒斥电势差截止，当光照波长为o3125A时，截止电势差为1.93V。利用这些数据求普朗克常数h。第三章1、试说明负离子的形成对气体放电的产生、熄灭、应用有何影响？2、气体击穿的物理意义是什么？汤生是如何用数学手段来描述气体击穿的？3、如果在大气压下汞蒸汽被加热到T=6300K，试求汞蒸汽中的电离度。（汞的电离能为10.38eV）4、电子碰撞激发汞原子，使之辐射253.7nm的紫外线。问电子碰撞前的速度至少要多大？5、在氩气的余辉实验中，在电离源关掉之后的1×10-3秒和5×10-3秒时刻，测得的电子浓度分别是1×109/厘米3和0.218×109/厘米3。试计算（设电子浓度与离子浓度相同。）：（1）电子与离子复合的复合系数Re。（2）在电离源刚关掉时的电子浓度ne。6、已知某种气体放电中的γ=1×10-4，A=11.278m-1Pa-1,B=274.436Vm-1Pa-1，试求平行板间隙中的着火电压最低值Vmin和相应的（Pd）min值。7、比较辉光放电与弧光放电。第四章1．电子在固体内部损失能量有几种机制？2．画出次级电子能量分布曲线，并加以分析、说明。3．画出次级电子发射系数与原电子能量的关系曲线，并加以说明。4．俄歇电子和特征X射线是如何产生的？5．高能电子、低能电子的衍射条件分别是什么？6．离子弹性背散射的运动学因子的物理意义是什么？7．溅射产额与什么因素有关？