第３６卷第２期大学物理实验Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．２２０２３年４月ＰＨＹＳＩＣＡＬＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＣＯＬＬＥＧＥＡｐｒ．２０２３收稿日期：２０２２⁃１２⁃２７基金项目：２１省教改（７１１）；南京邮电大学教学改革研究项目（ＪＧ００７２１ＪＸ９９）∗通讯联系人文章编号：１００７⁃２９３４（２０２３）０２⁃００１５⁃０６金属钨电子逸出功的实验测定与第一性原理计算刘凯斐，孙大中，牛相宏∗，张红光，陈伟（南京邮电大学理学院，江苏南京２１００２３）摘要：金属电子逸出功的测定，等效于对电子势能的测定，其对于了解微观原子结构，特别是修正相关原子结构理论和计算方法有较为重要的意义［１］。逸出功实验过程巧妙结合金属钨晶胞各个能级之间的关系，灵活利用线性拟合特性简化数据关系，在近代物理实验的学习中有着指导性作用。由于不同实验者所测的逸出功之间存在差异，可以合理猜测逸出功的值与实验所用金属钨的晶面有关。因此基于第一性原理，也可直接对不同晶面的金属钨电子逸出功进行理论计算。将实验操作和第一性原理计算所得的金属电子逸出功进行对比，直观地分析不同晶面对金属电子逸出功的影响，为物理实验的学习提供新的思路和方式。关键词：金属电子逸出功；第一性原理；费米能级；真空能级中图分类号：Ｏ４⁃３９文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１４１３９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ２２⁃１２２８．２０２３．０２．００４《大学物理实验》投稿网址：ｈｔｔｐ：／／ｄａｗｕｓｈｉｙａｎ．ｊｌｉｃｔ．ｅｄｕ．ｃｎ在物理学习的过程中，实验有着重要的地位［１⁃２］，其中近代物理实验则是在普通物理实验基础之上对物质进行更加深入细微研究。金属电子逸出功的测定实验的存在表示物理实验开始接触原子结构这一微小层面，因此其是近代物理实验中较为典型的存在。在以往的学习中可以知道，金属原子由原子核和核外电子构成，其中电子逃离原子核的羁绊，从金属表面逸出时所做的功被称为逸出功。电子的逸出需要吸收一定的能量，通常情况下可以利用增加光照、提高温度等方式为电子提供能量。金属电子逸出功的测定实验通过给金属钨所在阴极装置加一定的电流，从而升高其温度，以此使金属表面电子吸收热量，从而达到逸出条件。金属电子逸出功实验数据在视觉上较为复杂，但其可以通过简单的计算和化简成为一个线性函数，在已知自变量和因变量的基础上，将一些无法用实验测得的物理量巧妙地放入到线性方程的斜率或截距中，...
