قراءة لمدة 1 دقيقة ضجيج حراري
بالعربية :
ضجيج حرارييتعلق مصطلح "الضجيج الحراري" بالإشارات الناتجة عن الحركات العشوائية للجسيمات المشحونة في المواد، وخاصة في الأوساط الكهربائية. يُعتبر الضجيج الحراري نوعًا من الضجيج التي تنشأ نتيجة الحركة الحرارية الطبيعية للجسيمات في مادة ما، مثل الموصلات أو العوازل عند درجات حرارة معينة. يُعبر عن هذا النوع من الضجيج عادة بمعدل الجهد الكهربائي المتولد عشوائيًا ويُعتبر عاملًا أساسيًا يؤثر في حساسية الأنظمة الراديوية، مما يُعقد العمليات التكنولوجية مثل الاتصالات والأبحاث العلمية.
تؤثر الحركة الحرارية للجسيمات المشحونة على توليد الإشارات في الدوائر الكهربائية، حيث يزداد الضجيج الحراري مع زيادة درجة الحرارة. يُعرف أيضًا بضجيج جونسون (Johnson noise) نسبةً إلى الفيزيائي الأمريكي [[ جون توماس جونسون]] الذي اكتشفه في عام 1928. القانون الرياضي الذي يحكم هذه الظاهرة يُعطى بالعلاقة:
Vn = √(4kT/R)
حيث:
- Vn هو الجهد الناتج عن الضجيج الحراري.
- k هو ثابت بولتزمان (1.38 × 10-23 جول/كلفن).
- T هو درجة الحرارة المطلقة (بالكلفن).
- R هو مقاومة الدائرة (بأوم).
تتجلى أهمية الضجيج الحراري في العديد من التطبيقات العملية. على سبيل المثال، في الأنظمة الراديوية، يعتبر الضجيج الحراري حدًا أدنى لأداء الهوائيات، حيث يمكن أن يؤدي إلى تدهور في جودة الاستقبال. لذلك، تعمل الشركات المصنعة على تصميم أنظمة تقلل من تأثير الضجيج الحراري، مثل استخدام مواد بموصلية أعلى أو أجهزة تضخيم أكثر فعالية.
بالإضافة إلى ذلك، يلعب الضجيج الحراري دورًا أساسيًا في مجالات مثل قياس الإشعاعات، البصريات، والفيزياء الكهربائية، حيث يُستخدم كمعيار لتحديد أداء الأدوات العلمية المختلفة. فهم هذه الظاهرة يعزز من قدرتنا على تطوير أجهزة أكثر دقة وفعالية في نقل وتلقي المعلومات، مما يُعتبر عنصرًا محوريًا في تقدم التكنولوجيا الحديثة.