Читать онлайн «Исследование теплового шума и измерение постоянной Больцмана: Методические указания к лабораторной работе»
Автор Васильев А.А.
Лабораторная работа 1. 2
Исследование теплового шума
и измерение постоянной Больцмана
Составители: А. С. Золкин, канд. физ. -мат. наук, доцент
(Новосибирский государственный университет),
А. В. Боженок, канд. физ. -мат. наук, мл. науч. сотр. (Институт
ядерной физики СО РАН, Новосибирский государственный
университет),
Ю. Г. Леоненко, канд. физ. -мат. наук (Институт теплофизики СО
РАН, Новосибирский государственный университет). Рецензенты: А. А. Васильев, д-р физ. -мат. наук, профессор
(Институт гидродинамики СО РАН, Новосибирский
государственный университет)
Оглавление
1. Введение... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 2
2. Теоретическая часть... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2. 1. Флуктуации... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
2. 2. Шумы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 4
2. 3. Методы описания шумов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
3. Экспериментальная часть... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
3. 1. Описание метода. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
3. 2.
Описание установки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 10
3. 3. Порядок выполнения работы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
3. 4. Контрольные вопросы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
4. Приложения
4. 1. Приложение A. Вычисление среднеквадратичного
напряжения тепловых флуктуаций в RC-цепи... ... ... ... ... ... ... 17
4. 2. Приложение B. Теорема Найквиста для электрических
цепей ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 19
4. 3. Приложение C. Зависимость электросопротивления
вольфрама от температуры... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21
4. 4. Приложение D. Альтернативный вывод теоремы
Найквиста ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 21
5. Благодарности ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 26
6. Библиографический список ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26
Лабораторная работа 1. 2
Исследование теплового шума
измерение постоянной Больцмана
Цель работы – познакомиться с основными понятиями,
относящимися к шумам, экспериментально исследовать тепловой
шум в проводниках (вольфраме) при различной температуре и
определить постоянную Больцмана из формулы Найквиста. Оборудование: измерительный блок с усилителем, источник
постоянного тока, миллиамперметр, вольтметр, осциллограф,
квадратичный вольтметр, генератор высокой частоты.
1. Введение
Все окружающие нас тела образованы огромным числом
молекул, а их макросостояния могут быть описаны несколькими
макроскопическими параметрами, которые характеризуют свойства
системы в большом масштабе.
