101 Elektronisches Rauschen

101 Elektronisches Rauschen

Dieser Versuch beschäftigt sich mit der Messung des elektronischen Rauschens, welches in jedem elektrischen Schaltkreis vorhanden ist. Bei einer Präzisionsmessung ist die Größe des auftretenden Rauschens oft der begrenzende Faktor. Wird das Rauschen jedoch genauer untersucht, so kann es verwendet werden um fundamentale Konstanten der Physik zu bestimmen. Johnson-Rauschen, oder auch thermisches Rauschen genannt, entsteht durch thermodynamische Fluktuationen. Daher hängt das Rauschen von der Temperatur und der Boltzmann-Konstanten, k_B, ab. Im ersten Teil dieses Versuchs soll die Größe der Boltzmann-Konstanten gemessen werden. Das Schrotrauschen, welches im zweiten Versuchsteil untersucht wird, entsteht durch die Quantisierung der elektrischen Ladungsträger und hängt somit von der Größe der Ladung der Elektronen ab. Im diesem Versuchsteil soll anhand des Schrotrauschen die Größe der Elementarladung bestimmt werden.

Anleitung

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101 Electronic Noise

This experiment deals with the measurement of electronic noise, which is present in every electrical circuit. In precision measurements, the magnitude of the occurring noise is often the limiting factor. However, if the noise is examined more closely, it can be used to determine fundamental constants of physics. Johnson noise, also known as thermal noise, arises from thermodynamic fluctuations. Therefore, the noise depends on the temperature and the Boltzmann constant, kB. In the first part of this experiment, the value of the Boltzmann constant is to be measured. Shot noise, which is investigated in the second part of the experiment, arises from the quantization of electric charge carriers and thus depends on the magnitude of the electron charge. In this part of the experiment, the value of the elementary charge is to be determined using shot noise.

Manual