Составители:
Рубрика:
колебаний на точность измерений является брауновское
движение.
Влияние брауновского движения на показания
гальванометра. Зеркальный гальванометр является высокочув-
ствительным инструментом, позволяющим измерять очень малые
токи, поскольку его выносная шкала может располагаться на
большом расстоянии от подвижной части механизма. Положение
светового пятна на шкале легко фиксируется наблюдателем.
Поскольку механическая часть такого гальванометра находится
на воздухе, то молекулы газа окружающей атмосферы
бомбардируют в результате своего теплового (брауновского)
движения подвижные части гальванометра и вызывают
случайные колебания зеркала. Однако усредненный по времени
вращающий момент таких воздействий равен нулю. Если
гальванометр находится в термическом равновесии с
окружающим воздухом, то для подвижной системы с одной
степенью свободы выполняется известный из статистической
механики закон равнораспределения энергии по степеням
свободы: Средняя потенциальная энергия равна:
()
2
пот
1/2 1/2
E
Dt kT
ϕ
==
, (2.3.1)
где k − постоянная Больцмана; D − момент инерции
гальванометра;
ϕ
− угол отклонения от нулевого положения,
ϕ
= 0. Средний квадрат флуктуации угла отклонения равен:
()
2
/tkTD
ϕ
=
. (2.3.2)
Таким образом, электрический ток можно уверенно
зафиксировать только в том случае, если вызванное им
отклонение гальванометра превышает эти термические
флуктуации. Следовательно, минимальная сила тока, которую
можно измерить с помощью данного гальванометра,
определяется как ток I
мин
, вызывающий отклонение на угол,
равный корню из среднего квадрата флуктуационных
отклонений. Пользуясь соотношением:
D
GI
ϕ
=
(2.3.3)
для гальванометра (G − динамическая константа гальванометра),
получим:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- …
- следующая ›
- последняя »
