Флуктуации электрические. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Флуктуации электрические

Флуктуации электрические - хаотич. изменения потенциалов, токов и зарядов в электрич. цепях и линиях передачи, вызываемые тепловым движением носителей заряда и др. физ. процессами в веществе, обусловленными дискретной природой электричества (естеств. Ф. э.), а также случайными изменениями и нестабильностью характеристик цепей (техн. Ф. э.). Ф. э. возникают в проводниках, электронных и ионных приборах, а также в атмосфере, где происходит распространение радиоволн .Ф. э. приводят к появлению ложных сигналов - шумов на выходе усилителей электрич. сигналов, ограничивают их чувствительность и помехоустойчивость, уменьшают стабильность генераторов и устойчивость систем автоматич. регулирования и т. д.

В проводниках в результате теплового движения носителей заряда возникает флуктуирующая разность потенциалов (тепловой шум). В металлах из-за большой концентрации электронов проводимости и малой длины их свободного пробега тепловые скорости электронов во много раз превосходят скорость направленного движения (дрейфа) в электрич. поле. Поэтому Ф. э. в металлах зависят от температуры, но не зависят от приложенного напряжения (см.

Найквиста формула ).При комнатной температуре интенсивность тепловых Ф. э. остаётся постоянной до частот

. Хотя тепловые Ф. э. возникают только в активных сопротивлениях, наличие в цепи реактивных элементов (конденсаторов и катушек индуктивности) может изменить частотный спектр Ф. э.

В неметаллич. проводниках Ф. э. увеличиваются за счёт медленной случайной перестройки структуры проводника под действием тока (при

). Эти Ф. э. на неск. порядков превышают тепловые.

Ф. э. в эл--вакуумных и ионных приборах связаны гл. обр. со случайным характером электронной эмиссии с катода (дробовой шум ).Интенсивность дробовых Ф. э. практически постоянна для f < 10⁸ Гц. Она зависит от присутствия остаточных ионов и величины пространств, заряда. Дополнит, источники Ф. э. в этих приборах - вторичная электронная эмиссия с анода и сеток электронных ламп, динодов фотоэлектронных умножителей и т. п., а также случайное перераспределение тока между электродами. Наблюдаются также медленные Ф. э., связанные с разл. процессами на катоде. В газоразрядных приборах низкого давления Ф. э. возникают из-за теплового движения электронов.

В полупроводниковых приборах Ф. э. обусловлены случайным характером процессов генерации и рекомбинации электронов и дырок (генерационно-рекомбинац. шум) и диффузии носителей заряда (диффузионный шум). Оба процесса дают вклад как в тепловой, так и в дробовой шумы полупроводниковых приборов. Частотный спектр этих Ф. э. определяется временами жизни и дрейфа носителей. В полупроводниковых приборах на низких частотах наблюдаются также Ф. э., обусловленные «улавливанием» электронов и дырок дефектами кристаллич. решётки (модуляционный шум).

В приборах квантовой электроники Ф. э. ничтожно малы и обусловлены спонтанным излучением (см. Квантовый усилитель).

Так называемые техн. Ф. э, связаны с температурными изменениями параметров цепей и их «старением», нестабильностью источников питания, с помехами от промышл. установок, вибрацией и толчками, с нарушениями электрич. контактов и т. п.

Ф. э. в генераторах электромагнитных колебаний вызывают модуляцию амплитуды и частоты колебаний (см. Модулированные колебания ),что приводит к появлению непрерывного частотного спектра колебаний и к уширению спектральной линии генерируемых колебаний до 10^-7-10^-12 от несущей частоты.

Литература по

Бонч-Бруевич А. M., Радиоэлектроника в экспериментальной физике, M., 1966; Малахов A. H., Флуктуации в автоколебательных системах, M., 1968; Ван дер Зил А., Шум [в электронных приборах], пер. с англ., M., 1973; Cуходоев И. В., Шумы электрических цепей, M., 1975; Рытов С. M., Введение в статистическую радиофизику, ч. 1, M., 1976; Робинсон Ф. H. X., Шумы и флуктуации в электронных схемах и цепях, пер. с англ., M., 1980.

И. T. Трофименко.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

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.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира