قراءة لمدة 1 دقيقة ضجيج جونسون
بالعربية :
ضجيج جونسونيعد ضجيج جونسون، المعروف أيضًا بـ "الضجيج الحراري"، نوعاً من الضجيج الكهربائي الذي يظهر في جميع العناصر الكهربائية. تم اكتشافه بواسطة العالم الأمريكي "ويليام هارفي جونسون" في عام 1928. يُنتج هذا الضجيج نتيجة للحركة العشوائية للإلكترونات داخل الموصلات عندما تكون هذه الموصلات في حالة حرارة. وكلما ارتفعت درجة الحرارة، كلما زاد تفاعل الإلكترونات، مما يؤدي إلى زيادة مستوى الضجيج.
يمكن وصف ضجيج جونسون باستخدام معادلة بسيطة تعتمد على درجة الحرارة ومقاومة العنصر. ويُعبر عنه بالمعادلة التالية:
V_n^2 = 4kTRΔf
حيث:
- V_n^2: هو متوسط القوة الناتجة عن الضجيج.
- k: هو ثابت بولتزمان (1.38 × 10-23 J/K).
- T: هي درجة الحرارة المطلقة (بالكلفن).
- R: هو مقاومة العنصر.
- Δf: هو عرض النطاق الترددي للنظام.
تطبيقات ضجيج جونسون يمكن أن تُستخدم في العديد من المجالات، خاصة في الإلكترونيات الدقيقة. مثلاً، يمكن استخدامه لتحليل أداء الدوائر الإلكترونية في أجهزة الاستشعار والمكبرات. كما أن العلماء والمهندسين يستخدمون ضجيج جونسون كمرجع في قياسات الضجيج والإشارات في الأنظمة الكهربائية.
عندما يتعلق الأمر بتصميم أنظمة إلكترونية، يعتبر تقليل تأثير ضجيج جونسون ضرورياً لتحقيق أداء أفضل. لهذا السبب يتم استخدام مكونات مثل المكثفات والشبكات الفلزية لتقليل أثر الضجيج في الدوائر. كما يجب مراعاة خيارات التصميم المختلفة مثل استخدام مواد ذات مقاومة منخفضة لتقليل الضجيج الكلي في النظام.
على الرغم من أن ضجيج جونسون هو ضجيج حراري بل وغير ضار في العادة، إلا أن فهمه والتحكم فيه ضروري للأداء الفعال للدوائر الإلكترونية الحديثة. يعتبر أحد العوامل الرئيسية عند تصميم أنظمة دقيقة تفاعلية حيث يكون مستوى الضجيج العامل الحاسم في النتائج النهائية.