Лабораторная работа 1.2 (Отчеты по лабораторным работам (2009))

Молекулярный практикум. 2009 год.Исследование теплового шума и измерение постоянной БольцманаОтчёт по лабораторной работе № 1.2Москалёв Александр СергеевичФизический факультет. Группа 831.2……Цель всей работыПознакомится с основными понятиями, относящимися к шумам, экспериментально исследовать тепловой шум в вольфраме при различной температуре и определить постоянную Больцмана из формулы Найквиста.Результаты. Коэффициент ослабления выходного сигнала генератора высоких частот составил 86дБ.

Была измерена амплитудно-частотная характеристика усилителя. График 2 () приведен на рисунке 1.800000007000000060000000K2(f)500000004000000030000000200000001000000000100200300400500600700f, Частота, кГцРис. 1. График 2 ().Численным интегрированием площади под графиком удалось установить, что ∫ 2 () ~1,26 ∙1012 . Отметим, что этот результат в высокой степени оценочный, дабы ошибки при возведении вквадрат только росли и численное интегрирование с имеющейся плотностью точек графика весьмаприближенный процесс.Подав на вход усилителя шумовое напряжение ламп накаливания, были зафиксированы показаниявольтметра, миллиамперметра и среднеквадратичного вольтметра в зависимости от тока накала ламп.Полученные данные приведены в таблице 1.Кафедра общей физики. Физический факультет НГУ.1Молекулярный практикум.

2009 год.Ток накала, mA2,3534567891011121314151617181920Таблица 1. Данные, полученные при измерении шумового сопротивленияНапряжение налампах, V0,250,3370,5240,8411,4382,062,7853,4574,225,075,916,847,888,9110,1111,1512,3113,5314,82Значение среднеквадратичного, mV0,940,971,141,341,812,212,612,883,143,353,613,834,044,264,564,644,915,045,25Сопротивление,Ohm53,256,265,584,1119,8147,1174,1192,1211,0230,5246,3263,1281,4297,0315,9327,9341,9356,1370,5Температура, KRT349364411503670792907982105911371199126513351395146715121565161816731857120460269364226380289116502157909188627223533262068295340332730375800414231463334495821535081576147619811На рисунке 2 приведен график зависимости величины от тока накала ламп.700000600000RT, Ohm * K5000004000003000002000001000000024681012141618202224I, mAРис.

2. Зависимость от тока накала лампДалее, используя измеренную зависимость и шумового напряжения на выходе усилителя, был2 от величины . Он приведен на рисунке 3. Решая уравнение, попостроен график зависимости ������выхлученное линейной аппроксимацией экспериментальных данных можно установить величину экв ∙293. В нашем случае она равна ~ 1,2 ∙ 106 и экв соответственно равно экв ~4,2 кОм.Зная также коэффициент угла наклонная прямой, теперь, мы можем оценить постоянную Больцманапо формуле Найквиста. =2������(11вых )∙≈ 8,84 ∙ 10−11 ∙~1,75 ∙ 102324 ∙ 1,26 ∙ 1012() 4 ∫ ()5.

Погрешности измерений. На малых частотах было замечено, что форма сигнала была отлична отсинусоидальной при измерении амплитудно-частотной характеристики. Некоторые провода, соедиКафедра общей физики. Физический факультет НГУ.2Молекулярный практикум. 2009 год.няющие приборы были испорчены, что проявлялось в резких изменениях характеристик сигнала прималейших передвижениях проводов.

Они были заменены в процессе работы.0,0001400,000135<U2вых>, V20,0001300,0001250,000120y = a + b*xEquationValue0,000115InterceptB0,000110050000100000150000Slope2000002500001,09973E-48,84282E-11300000350000RT, Ohm * KРис. 3. Зависимость квадрата среднего напряжения на выходе от величины 8.

Литература в отчёте1. Методическое пособие по молекулярному практикуму. Работа 1.2. НГУКафедра общей физики. Физический факультет НГУ.3.