第３６卷第２期大学物理实验Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．２２０２３年４月ＰＨＹＳＩＣＡＬＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＣＯＬＬＥＧＥＡｐｒ．２０２３收稿日期：２０２２⁃１１⁃０７基金项目：２０２２高等学校教学研究项目（ＤＷＪＺＷ２０２２３８ｚｎ）。∗通讯联系人文章编号：１００７⁃２９３４（２０２３）０２⁃００５４⁃０５不同温度下电阻热噪声测量方案与电磁屏蔽的改进申玉宽，何振辉∗（中山大学物理与天文学院，广东珠海５１９０８２）摘要：电阻热噪声测量需要隔离环境噪声对测量的干扰。通过远程控制扫频噪声测量发现教学实验室即使在无人时仍有明显特征的环境噪声；另一方面，位于电阻旁边的热电偶即使在非测量状态下也会引入噪声。为此，高屏蔽能力的变温样品盒成为变温测量电阻热噪声的关键。本文研制一款用于实验教学的样品盒，测温热电偶设置在样品盒外，但与电阻保持良好热接触；进一步结合锁相放大器Ａ⁃Ｂ共模输入和输入带宽修正，获得较好的实验效果。关键词：热噪声；环境噪声；屏蔽；锁相放大器；变温测量；实验教学中图分类号：Ｏ４１４．１文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１４１３９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ２２⁃１２２８．２０２３．０２．０１２《大学物理实验》投稿网址：ｈｔｔｐ：／／ｄａｗｕｓｈｉｙａｎ．ｊｌｉｃｔ．ｅｄｕ．ｃｎ电阻的热噪声，既是电荷微观运动的统计学表现，也是物理测量精度的经典极限［１，２］。中山大学在研制首款锁相放大器（ＯＥ１０２２）的基础上［３，４］，开发了电阻热噪声测量实验，采用小型ＰＣＢ板（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）连接高阻电阻器与ＢＮＣ（ＢａｙｏｎｅｔＮｅｉｌｌ⁃Ｃｏｎｃｅｌｍａｎ）接头方案（连接锁相放大器Ａ／Ｉ输入口），获得了接近理论热噪声的测量结果。然而，该方案只能在室温附近测量电阻的热噪声，在温度对热噪声影响方面，未能取得教学效果。本文作者曾将电阻器安装在超导实验的低温装置上［５］，尝试开展低温热噪声测量的实验，结果发现所测噪声远高于理论值１至２个数量级，用排除法分析额外的噪声来自于实验室内电机（真空泵）、控温加热器、甚至是电阻温度传感器测温过程中的外加电流信号。之后改进测量装置：将电阻器直接焊接在同轴电缆末端，然后连同测温热电偶封装在不锈钢管内，形成可插入液氮或低温氮气中降温的样品杆，电缆的另一端接ＢＮＣ接头。在教师试做实验时，测量结果在约１０％范围内比较符合理论预期，但在课堂实验中...
