Дробовой шум. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Дробовой шум - электрич. флуктуации, обусловленные дискретностью зарядов, образующих токи в вакуумных или полупроводниковых электронных приборах. Термин "Д. ш." исходит из аналогии с шумом, производимым падающими дробинками. Из-за случайного характера и взаимной независимости моментов начала движения отд. зарядов, поступающих в рабочую область электронного прибора вследствие эмиссии через нек-рый потенциальный барьер, спектральная плотность Д. ш. не зависит от частоты (белый шум)и описывается формулой Шоттки

где

- средний квадрат флуктуации тока, Df - полоса частот, в к-рой измеряются шумы, q - элементарный заряд, I - протекающий ток. На частотах, при к-рых время пролёта заряда через рабочую область (напр., между электродами электронной лампы) оказывается соизмеримым с периодом колебаний, спектральная плотность Д. ш. в цепи, подключённой к этой области, начинает уменьшаться с ростом частоты. Такой "пролётный эффект" определяется спектральным составом импульсов тока с длительностью порядка t, наводимых в цепи каждым из пролетающих зарядов. Д. ш. с учётом пролётных эффектов описывается ф-лой

где множитель F²_t зависит от частоты и времени пролёта (вид функции F²_t для плоскоэлектродного вакуумного диода показан на рис., где введена угловая частота w=2pf).

Величина Д. ш. отличается от определяемой ф-лой Шоттки и в тех случаях, когда ток ограничивается пространственным зарядом. Примером может служить вакуумный диод, работающий в режиме, когда зависимость анодного тока от потенциала анода описывается законом "трёх вторых". В этом случае вблизи катода существует область с настолько высокой плотностью электронного пространств. заряда, что распределение потенциала в ней характеризуется наличием отрицат. минимума (виртуальный катод ).Величина потенциала в минимуме и определяет величину тока, проходящего на анод. Если в результате флуктуации кол-во эмитируемых за какой-то малый промежуток времени электронов возрастёт относительно средней величины, то это приведёт к увеличению плотности пространств. заряда, а следовательно - к понижению потенциала в минимуме, что сдерживает рост проходящего через него тока. В результате флуктуации анодного тока оказываются меньшими, чем флуктуации тока эмиссии. Такое подавление (депрессия) Д. ш. описывается введением в правую часть ф-лы Шоттки коэф. депрессии Г²<1. С увеличением частоты эффект подавления Д. ш. пространств. зарядом уменьшается. Вакуумные диоды, работающие в режиме насыщения тока (ограничение пространств. зарядом отсутствует) и при малых значениях ft, используются в качестве генераторов эталонного шума при измерениях чувствительности радиоприёмных устройств.

Литература по дробовым шумам

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.