مقدمة
ألديرت فان دير زيل (12 ديسمبر 1910، زانديفير – 20 يناير 1991، مينيابوليس)، كان عالم فيزياء هولنديًا درس الضوضاء الإلكترونية. كان رائداً في فهم الضوضاء في الأجهزة الإلكترونية وتطبيقاتها. لقد كان أستاذاً متميزاً في الهندسة الكهربائية في جامعة مينيسوتا.
حياته المبكرة وتعليمه
ولد ألديرت فان دير زيل في 12 ديسمبر 1910 في زانديفير بهولندا. تلقى تعليمه المبكر في هولندا، وأظهر اهتمامًا مبكرًا بالعلوم والرياضيات. التحق بجامعة خرونينجن، حيث درس الفيزياء وحصل على درجة الدكتوراه في عام 1934. كانت أطروحته للدكتوراه حول قياسات دقيقة لثابت ديود، والتي أشارت بالفعل إلى اهتمامه المستقبلي بالضوضاء في الأجهزة الإلكترونية.
مسيرته المهنية
بعد حصوله على درجة الدكتوراه، عمل فان دير زيل باحثًا في جامعة خرونينجن. خلال الحرب العالمية الثانية، عمل في المقاومة الهولندية، مما يدل على التزامه القوي بمبادئه. بعد الحرب، انتقل إلى إنجلترا، حيث عمل في مختبرات أبحاث فيليبس في إنجلترا لبضع سنوات. في عام 1947، هاجر إلى الولايات المتحدة وانضم إلى جامعة بوردو كأستاذ مساعد في الفيزياء. ثم انتقل إلى جامعة مينيسوتا في عام 1950، حيث بقي حتى تقاعده. في جامعة مينيسوتا، أصبح أستاذًا متميزًا في الهندسة الكهربائية وأجرى أبحاثًا رائدة في مجال الضوضاء الإلكترونية.
أبحاثه وإسهاماته
ركزت أبحاث فان دير زيل بشكل أساسي على فهم الضوضاء في الأجهزة الإلكترونية وتطبيقاتها. يعتبر على نطاق واسع أحد رواد هذا المجال، وقد ساهم بشكل كبير في فهمنا للضوضاء الحرارية، وضوضاء شوتكي، والضوضاء الناتجة عن الوميض. قام بتطوير نماذج رياضية تصف سلوك الضوضاء في مختلف الأجهزة، مثل الثنائيات والترانزستورات.
تشمل بعض إسهاماته الرئيسية:
- تطوير نظرية الضوضاء الحرارية: قدم فان دير زيل مساهمات كبيرة في فهم الضوضاء الحرارية، وهي الضوضاء الناتجة عن الحركة العشوائية للإلكترونات في الموصل.
- تحليل ضوضاء شوتكي: درس فان دير زيل بعمق ضوضاء شوتكي، وهي الضوضاء الناتجة عن التقلبات العشوائية في تدفق الإلكترونات عبر حاجز.
- دراسة الضوضاء الناتجة عن الوميض: كان فان دير زيل رائدًا في دراسة الضوضاء الناتجة عن الوميض (1/f)، وهي نوع من الضوضاء الموجودة في العديد من الأجهزة الإلكترونية والتي تتميز طيف ترددها بـ 1/f.
- تطبيقات الضوضاء الإلكترونية: بالإضافة إلى دراسة خصائص الضوضاء، استكشف فان دير زيل أيضًا تطبيقات الضوضاء الإلكترونية، مثل استخدام الضوضاء لتوليد الأرقام العشوائية وفي قياسات الإشارات الضعيفة.
نظرية الضوضاء الحرارية
تعتبر نظرية الضوضاء الحرارية من أهم إسهامات فان دير زيل. الضوضاء الحرارية، والمعروفة أيضًا باسم ضوضاء جونسون-نيكوست، هي الضوضاء الإلكترونية التي تنتجها الحركة الحرارية للإلكترونات داخل موصل كهربائي، والتي تحدث بغض النظر عن أي جهد مطبق. قام فان دير زيل بتطوير نماذج رياضية دقيقة تصف هذه الظاهرة، مما ساهم في فهم أفضل لقيود الأداء في الدوائر الإلكترونية.
تحليل ضوضاء شوتكي
ضوضاء شوتكي هي نوع آخر مهم من الضوضاء الإلكترونية التي درسها فان دير زيل على نطاق واسع. تنشأ ضوضاء شوتكي بسبب التقلبات العشوائية في تدفق حاملات الشحنة عبر حاجز، مثل الوصلة الثنائية. قدم فان دير زيل مساهمات كبيرة في فهم آلية توليد ضوضاء شوتكي وتأثيرها على أداء الأجهزة الإلكترونية.
الضوضاء الناتجة عن الوميض (1/f)
الضوضاء الناتجة عن الوميض، والمعروفة أيضًا باسم ضوضاء 1/f، هي نوع من الضوضاء الإلكترونية التي تتميز طيف ترددها بـ 1/f. توجد هذه الضوضاء في مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية وتعتبر مشكلة كبيرة في العديد من التطبيقات. كان فان دير زيل رائدًا في دراسة الضوضاء الناتجة عن الوميض واقترح آليات مختلفة لشرح أصلها.
جوائز وتكريمات
حصل فان دير زيل على العديد من الجوائز والتكريمات طوال حياته المهنية لمساهماته في مجال الفيزياء والهندسة الكهربائية. وتشمل هذه الجوائز:
- زمالة معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE).
- جائزة IEEE Harry Diamond Memorial Award.
- جائزة IEEE Edison Medal.
إرثه
لا يزال عمل ألديرت فان دير زيل في مجال الضوضاء الإلكترونية ذا صلة كبيرة اليوم. تستمر نماذجه ونظرياته في استخدامها من قبل المهندسين والعلماء في جميع أنحاء العالم لتصميم وتحليل الأجهزة والأنظمة الإلكترونية. لقد ألهم العديد من الباحثين لمتابعة دراسات في مجال الضوضاء الإلكترونية وتطبيقاتها.
منشوراته
نشر فان دير زيل العديد من الكتب والمقالات حول الضوضاء الإلكترونية. وتشمل بعض منشوراته البارزة:
- “Noise” (1954)
- “Solid State Physical Electronics” (1957)
- “Noise: Sources, Characterization, Measurement” (1970)
حياته الشخصية
كان فان دير زيل رجلاً مثقفًا ومتعدد الاهتمامات. كان يتمتع بالموسيقى والفن والأدب. كان أيضًا نشطًا في مجتمعه وكان مهتمًا بالقضايا الاجتماعية. كان متزوجا ولديه أطفال.
وفاته
توفي ألديرت فان دير زيل في 20 يناير 1991 في مينيابوليس، مينيسوتا. سيظل إرثه كمساهم رئيسي في مجال الضوضاء الإلكترونية حيًا لسنوات عديدة قادمة.
خاتمة
كان ألديرت فان دير زيل عالم فيزياء هولنديًا رائدًا في مجال الضوضاء الإلكترونية. لقد قدم مساهمات كبيرة في فهم الضوضاء الحرارية، وضوضاء شوتكي، والضوضاء الناتجة عن الوميض. لا تزال نماذجه ونظرياته مستخدمة على نطاق واسع اليوم في تصميم وتحليل الأجهزة والأنظمة الإلكترونية. كان فان دير زيل أيضًا معلمًا وموجهًا متميزًا، ألهم العديد من الطلاب لمتابعة وظائف في مجال الهندسة الكهربائية.