用于测量玻尔兹曼常数和基本电荷的低成本交叉相关噪声装置
物理教育
2026-03-17 v1
摘要
我们提出一种低成本实验装置，通过热噪声和散粒噪声测量玻尔兹曼常数 和基本电荷 ，实现最高达 1% 的相对精度。该系统利用成本效益高的 ADC 模块配合精心选用的低噪声音频运算放大器，实现简单紧凑的电路设计，更符合实验需求。此外，该方法采用双通道采样方法测量交叉相关噪声，从而显著降低设备的非相关背景噪声，提高信噪比。噪声测量方法提供了对微观涨落的直观演示，是一项有价值的教学工具。此外，实验装置采用标准电子元件，成本低且稳健，适合在大学生乃至高中学校实验室中广泛采用。
引用
@article{arxiv.2603.15056,
title = {Low-cost cross-correlation noise setup for measuring the Boltzmann constant and the elementary charge},
author = {Zitong Peng and Jie Zheng and Xiaokai Yue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.15056},
year = {2026}
}