Tesis:
Propagación de señales en medios dispersivos y absorbentes
- Autor: ELICES CALAFAT, Manuel
- Título: Propagación de señales en medios dispersivos y absorbentes
- Fecha: 1967
- Materia: PROPAGACIÓN DE ONDAS
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: DOU MAS DE XEXAS, Alberto
- Resumen: La información encerrada en el modo de propagarse un paquete de ondas en medios materiales se utiliza cada vez más para determinar propiedades de estos medios. El procedimiento consiste en lanzar un paquete de ondas, medir la velocidad de este paquete que generalmente se obtiene dividiendo la distancia recorrida por el tiempo transcurrido en identificar este resultado con una expresión teórica de la velocidad, función de los paramentos que queremos calcular. Los paquetes de ondas se van distorsionando a medida que se propagan en un medio real. ¿Qué sentido tiene en este caso hablar de la velocidad del paquete? La velocidad es un concepto cinemático ligado al movimiento de un punto. Este concepto puede generalizarse a sistemas de puntos, y así, cuando se habla de la velocidad de un sólido, en general, se sobreentiende que es la velocidad de su centro de masa. La velocidad teórica que identificamos con el resultado de las medidas ¿a qué punto del paquete distorsionado corresponde? ¿Al frente, al valor máximo, o a un punto imaginario? Los experimentadores, a la hora de elegir el punto de referencia para contar el tiempo, prestan poca atención a este aspecto del problema y pueden obtenerse resultados falsos. La posibilidad de un error puede aumentar porque se usan varias velocidades teóricas definidas con distintos criterios, que dan valores distintos y que además, algunas carecen de sentido en amplías zonas. Corrientemente se usan las más fáciles de calcular y no las más adecuadas al problema que se estudia. Es frecuente suponer que los paquetes de ondas viajan a velocidades que se han definido para ondas monocromáticas, es decir, para paquetes de duración infinita. Veremos más adelante que en ciertas circunstancias esta aproximación es totalmente inadecuada, aun para paquetes muy largos. Con esta publicación se pretende: dar una visión de la situación actual del problema y sugerir soluciones para algunos aspectos no resueltos, establecer una relación entre las distintas velocidades y la forma del paquete, dar criterios para elegir en cada caso la velocidad más adecuada, señalar en qué circunstancia esta velocidad carece de sentido, analizar por qué y proponer luego otra más consistente. La utilización de estos resultados se extiende tanto a ondas electromagnéticas como a ondas elásticas. En ambos casos las aplicaciones son muy variadas. Con ondas electromagnéticas se hacen medidas de propagación, tanto en investigación (desde experimentos con microondas en cristales, hasta estudios de la ionosfera), como en aplicaciones técnicas, de las que basta citar el radar. Lo mismo sucede con ondas elásticas; se hacen experimentos con ultrasonidos, se realizan estudios sísmicos, se usan en dispositivos de sonar, o bien en ensayos no destructivos. A lo largo de este trabajo se han seguido dos criterios: uno, de tipo cinemático, y otro, de tipo energético. El primero consiste en estudiar la deformación y atenuación de toda la señal a medida que se propaga; problema teóricamente resuelto y que se reduce al cálculo de una integral. Su solución nos da una información completa del fenómeno. Para evitarnos el cálculo de la integral, que es pesado, y puesto que generalmente sólo nos interesan algunos aspectos del problema, resulta más cómodo caracterizarlos buscando unos parámetros apropiados, como la propagación de una cresta o del centro de la perturbación. El otro criterio, de tipo energético, usa los conceptos de flujo y densidad de energía, fáciles de definir y cuyo significado físico está claro para sistemas sin pérdidas. Sin embargo, surgen dificultades teóricas cuando la absorción es fuerte, fenómeno que va casi siempre acompañado de procesos marcadamente irreversibles