Il rumore termico, noto anche come rumore Johnson-Nyquist, si riferisce a fluttuazioni elettriche casuali che si verificano nei conduttori o nei resistori a causa dell’agitazione termica dei portatori di carica, solitamente gli elettroni. Questo fenomeno è inerente a tutti i componenti elettronici e aumenta con la temperatura. Il rumore termico è caratterizzato da una densità spettrale di potenza piatta su un ampio intervallo di frequenze, il che significa che contribuisce equamente al rumore di fondo a tutte le frequenze entro una larghezza di banda specificata.
Il rumore dell’energia termica si riferisce a vibrazioni o fluttuazioni casuali nei sistemi fisici, compresi i circuiti elettronici, causate dall’energia termica presente nell’ambiente. Nei circuiti elettronici questo si manifesta come rumore termico, dove l’agitazione dei portatori di carica dovuta all’energia termica porta a fluttuazioni casuali di tensione.
La funzione rumore termico descrive la distribuzione statistica del rumore termico nei sistemi elettronici. Generalmente segue una distribuzione gaussiana (normale), dove l’ampiezza delle fluttuazioni del rumore varia in modo casuale attorno ad un valore medio. Questa caratteristica è importante per comprendere le caratteristiche del rumore nei circuiti elettronici e per progettare sistemi in grado di mitigarne gli effetti sulla qualità del segnale.
Nel contesto del rapporto segnale-rumore (SNR), il rumore termico si riferisce al livello di rumore di fondo causato dall’agitazione termica nei componenti elettronici. L’SNR quantifica il rapporto tra la potenza del segnale e il rumore in un sistema di comunicazione o di misurazione. Il rumore termico stabilisce un limite fondamentale alla resistenza minima del segnale rilevabile, poiché i segnali devono essere distinguibili dal rumore di fondo per essere rilevati e interpretati in modo affidabile.
In chimica, il rumore termico può riferirsi alle fluttuazioni o variazioni casuali osservate nei processi fisici e chimici dovute all’energia termica. Ad esempio, nella spettroscopia o nella chimica analitica, il rumore termico può influenzare le misurazioni introducendo errori casuali o incertezze nelle letture. Gestire e comprendere il rumore termico è fondamentale per garantire l’accuratezza e l’affidabilità dei risultati sperimentali in vari rami della chimica.