由爱因斯坦测量玻尔兹曼常数——第5届实验物理奥林匹克竞赛试题，索菲亚，2017年12月9日

本文描述了一系列使用专门搭建的装置进行的连续实验。完成这些连续的实验任务使得确定玻尔兹曼常数$k_\mathrm{_B}$成为可能。测量了与恒定电阻并联的一系列电容器的电压$U(t)$的涨落。电压被放大100万倍$Y=10^6$。放大后的电压$YU(t)$被施加到一个设备上，该设备给出时间上的电压均方值$U_2=\left<(Y U(t))^2\right>/U_0$。用万用表测量该电压$U_2$。一系列测量使得能够根据均分定理$C\left<U^2 \right>=k_\mathrm{_B}T$确定玻尔兹曼常数。为了确定装置常数$U_0$，给出了一系列与欧姆定律相关的、面向高年级学生的问题。对于初中学生，基本问题是分析模拟均方。学生作品按S、M、L、XL四个年龄组评分。最后一年龄组包含面向大学生(XL类)的问题，并包括对装置作为工程设备的理论研究。该试题出现于2017年12月在索菲亚举办的第五届实验物理奥林匹克竞赛“电子之日”，由保加利亚物理学家联合会索菲亚分会与索菲亚大学物理系及马其顿共和国斯特鲁米察物理学家协会合作组织。