oscilaciones y ondas

Prólogo

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Prólogo
Nuestra forma habitual de vida queda enmarcada, hoy en día, por la cultura de la comunicación. En
todos los procesos de comunicación que se nos ocurren juegan un papel capital las ondas, sean
sonoras, luminosas o de radio. Esta motivación, llamemos externa, no es la única desde el punto de
vista de la formación en física básica. Una de las cuestiones fundamentales alas que debe responder
cualquier modelo físico corresponde a cómo describir los estados del sistema objeto de estudio; esta
descripción se da, de forma extrema, mediante partículas o mediante ondas. La elección entre ambas
descripciones se realiza en función de la posibilidad o no de localizar el sistema; así, la descripción
ondulatoria es adecuada para, por ejemplo, el estudio del movimiento dela superficie del agua o de la
propagación de la luz. Al finalizar el primer cuarto de nuestro siglo hubo que aceptar que ambas
descripciones, tan aparentemente contrapuestas, eran complementarias para una descripción adecuada
del comportamiento microscópico.
El objetivo de este libro es introducir al lector en el estudio de las oscilaciones y las ondas. Como el
tipo de lector que esperamoses el de estudiante de primer año de universidad de una carrera
científico-técnica, nos hemos apoyado en aquellos conocimientos que se le suponen. Así suponemos
que lo que debe saber de ondas, de su formación propedéutica, lo sabe; la misma hipótesis en lo que
se refiere a sus conocimientos matemáticos. Algunos de los conocimientos matemáticos empleados en
el libro los aprende el estudiante enel mismo curso, pero sabemos de la imposibilidad de simultanear
ese aprendizaje con las necesidades de diversas asignaturas; los autores entienden que los elementos
matemáticos que se van introduciendo, derivación parcial, exponencial compleja o las ecuaciones
diferenciales lineales por ejemplo, no causan problemas de comprensión.
Los tres primeros capítulos están dedicados a oscilaciones yse ha optado por un lenguaje mecánico
estableciendo posteriormente analogías eléctricas. No hemos introducido los osciladores acoplados
como paso natural hacia las ondas, por lo que se da un salto en el vacío entre las oscilaciones y las
ondas, sólo cubierto por algún ejemplo. Tras una introducción formal, en el capítulo cuarto, se pasa a
describir ondas en una cuerda elástica, ondas acústicasy ondas electromagnéticas en los tres
siguientes. Nos hemos limitado a casos que puedan tratarse como unidimensionales. Las ecuaciones
de Maxwell, que nos llevan a las ondas electromagnéticas, las hemos tratado tanto en forma integral
como diferencial, para que el estudiante elija según su preparación; si puede, no vendrá mal la doble
lectura. Tras el breve capítulo dedicado a las ondasestacionarias, viene uno dedicado a la
superposición de ondas y configuración de paquetes; algo más extenso de lo habitual pues
entendemos fundamental su contenido y que no hay porqué posponerlo; sumar funciones sinusoidales
está en las posibilidades de todos los estudiantes con un ordenador a su alcance. Los fenómenos
típicamente ondulatorios de interferencia y difracción cierran el libropresentándose de una forma
totalmente limitada.

© los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del "copyright", bajo las sanciones
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Oscilaciones y ondas

Se han intercalado algunos problemas desarrollados como e jemplos y otros propuestos como
ejercicios , con respuesta, que no pretenden ser exhaustivos, ni mucho menos, pero que esperamos
puedan...