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Teorema de Shockley-Ramo

El teorema de Shockley-Ramo es un método para calcular la corriente eléctrica inducida por una carga que se mueve en las proximidades de un electrodo . Anteriormente conocido si...

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El teorema de Shockley-Ramo es un método para calcular la corriente eléctrica inducida por una carga que se mueve en las proximidades de un electrodo . Anteriormente conocido simplemente como "Teorema de Ramo", el nombre modificado fue introducido por DS McGregor et al. en 1998 [ 1 ] para reconocer las contribuciones de Shockley y Ramo a la comprensión de la influencia de las cargas móviles en un detector de radiación. El teorema apareció en el artículo de William Shockley de 1938 titulado " Corrientes en conductores inducidas por una carga puntual en movimiento " [ 2 ] y en el artículo de Simon Ramo de 1939 titulado " Corrientes inducidas por el movimiento de electrones " [ 3 ] . Se basa en el concepto de que la corriente inducida en el electrodo se debe al cambio instantáneo de las líneas de flujo electrostático que terminan en el electrodo, en lugar de la cantidad de carga recibida por el electrodo por segundo (tasa de flujo de carga neta).

El teorema de Shockley-Ramo establece que la corriente instantáneai{\displaystyle i}La corriente inducida en un electrodo dado debido al movimiento de una carga viene dada por:

i=mivqv{\displaystyle i=E_{v}qv}

dónde

q{\displaystyle q}es la carga de la partícula ;
v{\displaystyle v}es su velocidad instantánea ; y
miv{\displaystyle E_{v}}es el componente del campo eléctrico en la dirección dev{\displaystyle v}en la posición instantánea de la carga, bajo las siguientes condiciones: carga eliminada, electrodo dado elevado a potencial unitario y todos los demás conductores conectados a tierra.

El teorema se ha aplicado a una amplia variedad de aplicaciones y campos, incluyendo la detección de radiación de semiconductores , [ 4 ] cálculos de movimiento de carga en proteínas , [ 5 ] o la detección de iones en movimiento en el vacío para espectrometría de masas [ 6 ] o implantación de iones . [ 7 ]

Referencias

  1. ↑ McGregor, DS; He, Z.; Seifert, HA; Wehe, DK; Rojeski, RA (1998). "Detectores de radiación de rejilla Frisch de tiras paralelas de semiconductores de CdZnTe". IEEE Trans. Nuclear Sci . 45 (3): 443– 449. Bibcode : 1998ITNS...45..443M . doi : 10.1109/23.682424 .
  2. ↑ Shockley, W. (1938). "Corrientes en conductores inducidas por una carga puntual en movimiento". Journal of Applied Physics . 9 (10): 635– 636. Bibcode : 1938JAP.....9..635S . doi : 10.1063/1.1710367 .
  3. ↑ Ramo, S. (1939). "Corrientes inducidas por el movimiento de electrones". Actas del IRE . 27 (9): 584– 585. doi : 10.1109/JRPROC.1939.228757 . S2CID 51657875 . 
  4. ↑ He, Z (2001). "Revisión del teorema de Shockley-Ramo y su aplicación en detectores de rayos gamma semiconductores" (PDF) . Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 463 ( 1–2 ) : 250–267 . Bibcode : 2001NIMPA.463..250H . doi : 10.1016/S0168-9002(01)00223-6 .
  5. ↑ Eisenberg, Bob; Nonner, Wolfgang (2007). "El teorema de Shockley-Ramo mide los cambios conformacionales de los canales iónicos y las proteínas". Journal of Computational Electronics . 6 ( 1– 3): 363– 365. doi : 10.1007/s10825-006-0130-6 . S2CID 52236338 . 
  6. ↑ Jarrold, Martin F. (27 de abril de 2022). " Aplicaciones de la espectrometría de masas con detección de carga en biología molecular y biotecnología" . Chemical Reviews . 122 (8): 7415–7441 . doi : 10.1021/acs.chemrev.1c00377 . ISSN 0009-2665 . PMC 10842748. PMID 34637283. S2CID 238745706 .    
  7. ↑ Räcke, Paul; Spemann, Daniel; Gerlach, Jürgen W.; Rauschenbach, Bernd; Meijer, Jan (2018-06-28). "Detección de pequeños grupos de iones mediante cargas imagen" . Scientific Reports . 8 (1): 9781. Bibcode : 2018NatSR...8.9781R . doi : 10.1038/ s41598-018-28167-6 . ISSN 2045-2322 . PMC 6023920. PMID 29955102 .   
  • JH Jeans, "Electricidad y magnetismo", página 160, Cambridge, Londres, inglés (1927) – El teorema de Green tal como lo usó Simon Ramo para derivar su teorema.
  • Introducción a los detectores de radiación y la electrónica : apuntes de clase de Helmuth Spieler que tratan brevemente el teorema de Ramo.