Jump to content

    

шум микрофона как результат движения молекул воздуха.

Уважаемые, задача такая - 

есть невесомая мембрана (скажем, микрофона, с одной стороны герметичная, с другой - нет) для которой известно, что ее отклонение, при изменении давления на паскаль есть, скажем 1мм (или 1 Вольт регистрируемого).

Но мембрана находится в газе с известными параметрами (скажем сухой воздух). Ввиду хаотичного движения молекул, они будут хаотично стучать по мембране, что будет вызывать ее хаотичное малое отклонение и на измерителе мы увидим некий шум.

Вопрос - как посчитать этот шум? или в какую книжку посмотреть?

 

да, внешних шумов никаких нет.

 

Заранее благодарю.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Статистическая физика, можно например Сивухин т. 2.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 hours ago, diwil said:

Уважаемые, задача такая - 

есть невесомая мембрана (скажем, микрофона, с одной стороны герметичная, с другой - нет) для которой известно, что ее отклонение, при изменении давления на паскаль есть, скажем 1мм (или 1 Вольт регистрируемого).

Но мембрана находится в газе с известными параметрами (скажем сухой воздух). Ввиду хаотичного движения молекул, они будут хаотично стучать по мембране, что будет вызывать ее хаотичное малое отклонение и на измерителе мы увидим некий шум.

Вопрос - как посчитать этот шум? или в какую книжку посмотреть?

 

Один из вариантов - считаете осциллятор, который образуется полостью с газом, прикрытой мембраной. Статистическая физика учит нас, что средняя энергия колебаний будет равна половине kT.

Если следовать Вашим представлениям, то давление (пропорциональное числу молекул в единице объема и их скорости) будет флуктуировать обратно пропорционально корню из этого самого числа.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ммм... а если полости нет?

на самом деле она не обязана быть.

т.е. свободная мембрана в воздухе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minutes ago, diwil said:

ммм... а если полости нет?

на самом деле она не обязана быть.

т.е. свободная мембрана в воздухе.

Тем же путем. Надо считать колебания мембраны.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Думаю, что шумы усилителя будут на порядки больше и поэтому молекулы не могут раскачать мембрану до какого-то измеримого значения. Хотя если молекулы очень большие и редко расположенные - может быть.

Кстати, можете почитать про эффект Казимира, там явление другое, но техника эксперимента примерно такая. И там регистрируется только постоянное (среднее) давление, а никакие не колебания.

Другое дело какие-нибудь микро-частицы типа пылинок, их молекулы могут заметно толкать и, собственно говоря, броуновское движение так и было обнаружено.

А они уже могут толкать мембрану.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

https://ru.wikipedia.org/wiki/Молекулярно-кинетическая_теория#Упрощенный_вывод_основного_уравнения_МКТ
Если площадь стенки S, а концентрация - n, то количество частиц, сталкивающихся со стенкой за время \Delta t, равно N={\frac  {1}{6}}nS\Delta tv.
 

корень из этого числа имеет право шуметь.

усредняя давление по мембране  размером 1м^2 за 1 секунду, два разных таких измерения имеют право отличаться на 1/Sqrt[1/6*2.7e25*330] = 2.6E-14 атм

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо, пв.

только как это теперь связать с 1мм на 1 Паскаль?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this