Automatizace měření ve fyzikálním praktiku

Bc. Ondřej Vybíhal

Bachelor's thesis

Measurement automation in physical laboratory

Abstract:

Práce je zaměřena na inovaci úlohy Studium termoelektronové emise v předmětu F4210 Fyzikální praktikum 3. Termoelektronová emise je jev, při kterém dochází k uvolňování elektronů z povrchu kovu vlivem jeho zvýšené teploty. K tomu, aby elektrony vystoupily z kovu, musejí získat dostatečnou energii k překonání tzv. výstupní práce. Termoelektronová emise je silně ovlivněna vnějším elektrickým polem, kterým je možné ji úplně zastavit, nebo uvolňování výrazně podpořit - dochází k Schottkyho efektu. Oba tyto jevy jsou v úloze studovány. V rámci práce byl navržen nový způsob měření termoelektronové emise pomocí pořízeného programovatelného zdroje a měřicího přístroje Agilent E3631A, který využívá rozhraní GPIB, a multimetru Protek 506 umožňujícího komunikaci přes sériovou linku RS-232. Pro ovládání těchto přístrojů a pro komunikaci a měření s nimi byla v programovacím jazyce C# a prostředí .NET Framework vyvinuta aplikace s grafickým uživatelským rozhraním. Užité postupy komunikace s přístroji jsou v práci podrobně popsány. Součástí práce je také zapojení a zprovoznění celé úlohy, úprava návodu pro studenty a ukázkové měření.

Abstract:

The work is focused on innovation of the task Study of electron thermoemission in the course F4210 Physical Laboratory 3. Electron thermoemission is a phenomenon in which electrons are liberated from the metal surface due to its increased temperature. In order for electrons leaving the metal, they must gain sufficient energy to overcome the so-called work function. Thermoelectron emission is strongly influenced by an external electric field, which is possible to totally eliminate, or significantly promote the release - the Schottky effect occurs. Both these phenomena are studied in the task. A new way of thermoemission measurement was designed using the newly purchased programmable source and meter Agilent E3631A, which uses a GPIB interface, and multimeter Protek 506 enabling communication via the serial port RS-232. To control these devices and for communicating and measuring with them, an application with GUI was developed in C# language and the .NET Framework. Application procedures for communication with the devices are described in detail in the work. The work also includes wiring and establishing of the whole task, the developing of instructions for students and example measurements.

Keywords

termoemise, výstupní práce, Schottkyho efekt thermoemission, work function, Schottky effect

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 20. 6. 2011
• Supervisor: Mgr. Zdeněk Navrátil, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Physics for Multi-Branches Study