Thermische ruis, ook bekend als Johnson-Nyquist-ruis, verwijst naar willekeurige elektrische fluctuaties die optreden in geleiders of weerstanden als gevolg van thermische agitatie van ladingsdragers, meestal elektronen. Dit fenomeen is inherent aan alle elektronische componenten en neemt toe met de temperatuur. Thermische ruis wordt gekenmerkt door een vlakke spectrale vermogensdichtheid over een breed frequentiebereik, wat betekent dat deze bij alle frequenties binnen een bepaalde bandbreedte in gelijke mate bijdraagt aan de ruisvloer.
Thermische energieruis verwijst naar willekeurige trillingen of fluctuaties in fysieke systemen, inclusief elektronische circuits, veroorzaakt door thermische energie die in de omgeving aanwezig is. In elektronische schakelingen manifesteert dit zich als thermische ruis, waarbij het in beweging brengen van ladingsdragers als gevolg van thermische energie tot willekeurige spanningsschommelingen leidt.
De thermische ruisfunctie beschrijft de statistische verdeling van thermische ruis in elektronische systemen. Het volgt over het algemeen een Gaussiaanse (normale) verdeling, waarbij de amplitude van ruisfluctuaties willekeurig rond een gemiddelde waarde varieert. Deze functie is belangrijk voor het begrijpen van de kenmerken van ruis in elektronische circuits en voor het ontwerpen van systemen die de effecten ervan op de signaalkwaliteit kunnen verzachten.
In de context van signaal-ruisverhouding (SNR) verwijst thermische ruis naar het niveau van achtergrondruis veroorzaakt door thermische agitatie in elektronische componenten. SNR kwantificeert de verhouding tussen signaalvermogen en ruis in een communicatie- of meetsysteem. Thermische ruis stelt een fundamentele limiet aan de minimaal detecteerbare signaalweerstand, omdat signalen onderscheidbaar moeten zijn van achtergrondruis om betrouwbaar te kunnen worden gedetecteerd en geïnterpreteerd.
In de scheikunde kan thermische ruis verwijzen naar de willekeurige fluctuaties of variaties die worden waargenomen in fysische en chemische processen als gevolg van thermische energie. In spectroscopie of analytische chemie kan thermische ruis bijvoorbeeld metingen beïnvloeden door willekeurige fouten of onzekerheden in de metingen te introduceren. Het beheren en begrijpen van thermische ruis is cruciaal om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van experimentele resultaten in verschillende takken van de chemie te garanderen.
