Historia

Física Aplicada



Tema


Ondas

















Docente: María Fernández
Nombre: Javier jaraFecha: 14 dic.- 2011







Índice


 Historia
 Introducción
 Principios de operación
 Análisis
 Desarrollo matemático
 Modos TE y TM
 Guía conductora
 Aplicaciones
Ejemplos de ondas
 Guía de onda acústicas
Elementos de una onda
Característica
 Síntesis del sonido
Onda rectangular
Onda luminosa como ondas electromagnéticaClasificación de las ondas









Historia




La primera guía de onda fue propuesta por Joseph John Thomson en 1893 y experimentalmente verificada por O. J. Lodge en 1894. El análisis matemático de los modos de propagación de un cilindro metálico hueco fue realizado por primera vez por Lord Rayleigh en 1897.




















Introducción




En física,una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacío.

La propiedad del medio en la que se observa la particularidad se expresa como una funcióntanto de la posición como del tiempo [pic]. Matemáticamente se dice que dicha función es una onda si verifica la ecuación de ondas:

[pic]
Donde v es la velocidad de propagación de la onda. Por ejemplo, ciertas perturbaciones de la presión de un medio, llamadas sonido, verifican la ecuación anterior, aunque algunas ecuaciones no lineales también tienen soluciones ondulatorias, porejemplo, un solitón.




















Principios de operación

Dependiendo de la frecuencia, se pueden construir con materiales conductores o dieléctricos. Generalmente, cuanto más baja es la frecuencia, mayor es la guía de onda. Por ejemplo, el espacio entre la superficie terrestre y la ionosfera, la atmósfera, actúa como una guía de onda. Las dimensiones limitadas de laTierra provocan que esta guía de onda actúe como cavidad resonante para las ondas electromagnéticas en la banda ELF.

Las guías de onda también pueden tener dimensiones de pocos centímetros. Un ejemplo puede ser aquellas utilizadas por los satélites de EHF y por los radares.




Análisis


Las guías de onda electromagnéticas se analizan resolviendo las ecuaciones de Maxwell. Estas ecuacionestienen soluciones múltiples, o modos, que son los auto funciones del sistema de ecuaciones. Cada modo es pues caracterizado por un autovalor, que corresponde a la velocidad de propagación axial de la onda en la guía.

Los modos de propagación dependen de la longitud de onda, de la polarización de las dimensiones de la guía. El modo longitudinal de una guía de onda es un tipo particular de ondaestacionaria formado por ondas confinadas en la cavidad. Los modos transversales.

Se clasifican en tipos distintos:

▪ Modo TE (Transversal eléctrico), la componente del campo eléctrico en la dirección de propagación es nula.
▪ Modo TM (Transversal magnético), la componente del campo magnético en la dirección de propagación es nula.
▪ Modo TEM (Transversal electromagnético), la componentetanto del campo eléctrico como del magnético en la dirección de propagación es nula.
▪ Modo híbrido, son los que sí tienen componente en la dirección de propagación tanto en el campo eléctrico como en el magnético.
En guías de onda rectangulares el modo fundamental es el TE1,0 y en guías de onda circulares es el TE1,1.

El ancho de banda de una guía de onda viene limitado por la aparición...