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Rumore Termico

MessaggioInviato: 24 nov 2019, 17:14
da Greh
Salve a tutti :-) , ho un dubbio riguardo alla generazione del rumore termico dovuto al moto caotico degli elettroni a causa della temperatura.
Quello che vorrei sapere è se tale movimento e dovuto al fatto che il calore cede energia agli elettroni così che siano in grado di muoversi(se fanno parte di atomi di materiali conduttori) e "scappare" dalla banda di valenza a quella di conduzione;così generando una corrente ed una tensione "termica". Tale dubbio mi è sorto in quanto ho letto che se ci trovassimo alla temperatura dello zero assoluto gli elettroni sarebbero fermi e quindi non si genererebbe rumore termico.

Re: Rumore Termico

MessaggioInviato: 24 nov 2019, 18:22
da wruggeri
Cito da qui:

Thermal noise is caused by the random thermally excited vibrations of the charge carriers in a conductor.
[...]
In every conductor or resistor at a temperature above absolute zero, the electrons are in random motion, and this vibration is dependent on temperature.
[...]
Although the average current in the conductor resulting from these movements is zero, instantaneously there is a current fluctuation that gives rise to a voltage across the terminals of the conductor.

Re: Rumore Termico

MessaggioInviato: 24 nov 2019, 19:40
da Greh
Ti ringrazio per la risposta Foto Utentewruggeri

Re: Rumore Termico

MessaggioInviato: 24 nov 2019, 20:37
da EdmondDantes
Se vuoi approfondire, anche dal punto di vista storico, ti consiglio di leggere i due seguenti lavori:

  • J.B. Johnson, Thermal agitation of electricity in conductors, Phys. Rev., vol. 32, pp. 97-109, 1928
  • H. Nyquist, Thermal agitation of electric charge in conductors, Phys. Rev., vol. 32, pp. 110-113, 1928

Non sono articoli da leggere a letto, comunque. ;-)

Puo' sembrare strano, ma un conduttore di resistenza R a temperatura ambiente, a causa del rumore termico, dissipa una potenza massima indipendente dal valore della resistenza stessa. Tale potenza, dell'ordine di (10^{-23}-10^{-16})\ \text{W}, e' proporzionale alla temperatura ambiente e alla banda di frequenza considerata.
In particolare, per far scendere di un paio di ordini di grandezza la potenza di rumore, e' necessario abbassare notevolmente la temperatura ambiente.*

*Mi sembra anche normale. Trattandosi di un fenomeno termico, dobbiamo considerare Boltzmann e la sua costante.

Re: Rumore Termico

MessaggioInviato: 24 nov 2019, 21:13
da wruggeri
Di niente :ok: in questo periodo per mia cultura (e per dei progetti che ho in mente) sto studiando i circuiti low-noise, quindi possibilmente se hai altri dubbi in merito posso risponderti O_uu_O

PS: il primo degli articoli citati da Foto UtenteEdmondDantes è stato scritto dallo "scopritore" del rumore termico, e se ben ricordo è proprio l'articolo con cui ha annunciato la scoperta... se hai voglia e tempo, potrebbe essere una lettura interessante :ok:

Re: Rumore Termico

MessaggioInviato: 24 nov 2019, 21:29
da EdmondDantes
Si', Johnson fu l'artefice delle prove sperimentali e Nyquist il "teorizzatore" dei fatti sperimentali. :mrgreen:

Si citano a vicenda nei due articoli.

Re: Rumore Termico

MessaggioInviato: 25 nov 2019, 0:10
da Greh
Foto UtenteEdmondDantes ti ringrazio per i libri consigliati e per la spiegazione sulla massima potenza dissipata :lol: .Foto Utentewruggeri ti ringrazio nuovamente, se avrò altri dubbi ti chiederò altre delucidazioni :D. Sicuramente appena riuscirò a ritagliarmi del tempo darò una lettura anche ai libri che mi avete consigliato :ok: .