Mediciones de las constantes e y k mediante el ruido de Schott y Nyquist

Abstract

La finalidad de este trabajo experimental es de introducir experimentos nuevos dentro del Programa de Ciencias. La importancia de estos experimentos reside en dar a los alumnos una información de la poderosa herramienta que representa la Física Estadística, y a pesar de no traer algo novedoso, siendo las dos constantes medidas con mucho mayor precisión por otros experimentos, son originales por el método empleado. Básicamente el método reside en la medición e interpretación estadística del ruido inherente a un diodo de vacío (ruido shot) y a una resistencia (ruido Nyquist). Los ruidos mencionados anteriormente se deben en el primer caso a la naturaleza directa de la corriente eléctrica que pasa por el diodo de vacío y en el segundo caso a la agitación térmica de los electrones en una resistencia. El hecho de que la corriente es de naturaleza discreta introduce fluctuaciones en la corriente eléctrica, fluctuaciones que tienen un espectro de frecuencia bien amplio. De ese modo sobre la corriente eléctrica útil se superpone una corriente de variación al azar y cuya interpretación estadística lo relaciona a la corriente útil y a la carga del electrón. La agitación térmica dentro de una resistencia es originada por las fluctuaciones de concentraciones de electrones a lo largo de ella, creando de este modo una fuerza electromotriz que varía al azar. La interpretación teórica de los fenómenos arriba mencionado es tratada de una manera sencilla, en la primera parte del presenta trabajo y la parte experimental, así como la interpretación de los resultados de una manera detallada en la segunda parte.