Ondas

Marco teorico

La palabra atenuación se refiere al decaimiento de la amplitud y de la energía en un movimiento oscilatorio, debido a la existencia de fuerzas de amortiguación que afectan al movimiento. Nuestro propósito principal es el estudio de este fenómeno en una onda que se propaga a través de un medio, sin embargo comenzaremos con el análisis de lo que ocurre en el caso de un movimiento oscilatorio sin propagación, tomando como ejemplo más sencillo el de un oscilador armónico. Esto lo haremos con la intención de facilitar la comprensión de la atenuación en ondas viajeras, además de para observar las semejanzas y diferencias que existen en ambos casos de movimiento (sin y con propagación).

Además, como se verá más adelante, las características del movimiento oscilatorio varían de forma considerable dependiendo el grado de atenuación en el sistema. Nosotros estudiaremos el caso que se conoce como atenuación suave.

Supongamos que en un oscilador armónico no actúan fuerzas de fricción. Si esta suposición fuese cierta, un péndulo o un peso suspendido en un resorte oscilarían indefinidamente. En realidad, la amplitud de la oscilación disminuye poco a poco hasta cero como resultado de la fricción y otras fuerzas amortiguadoras. En este caso se dice que el movimiento está amortiguado y se le conoce comomovimiento armónico amortiguado.

Para describir cómo las fuerzas que actúan sobre el oscilador afectan la vibración, tomemos un sistema de resorte-masa con una fuerza de amortiguación o atenuación debida a que la masa se mueve dentro de un cilindro lubricado

La atenuación es descrita matemáticamente por la ley del cuadrado inverso que describe cómo es que se reduce la densidad de potencia con la distancia a la fuente. El campo electromagnético continuo se dispersa a medida que el frente de onda se aleja de la fuente, lo que hace que las ondas electromagnéticas se alejen cada vez mas entre si, en consecuencia, la cantidad de ondas por unidad de área es menor.

Cabe destacar que no se pierde ni se disipa nada de la potencia irradiada por la fuente a medida que el frente de onda se aleja, sino que el frente se extiende cada vez más sobre un área mayor lo que hace una perdida de potencia que se suele llamar atenuación de la onda. La atenuación de la onda se debe a la dispersión esférica de la onda, a veces se le llama atenuación espacial de la onda. En el siguiente video se aprecia un ejemplo visual de la atenuación, mientras tanto en la figura 1 se muestra la gráfica común de la Atenuación de las ondas al propagarse.

En telecomunicación, se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potenciasufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.

si introducimos una señal eléctrica con una potencia P2 en un circuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrirá una atenuación y al final de dicho circuito obtendremos una potencia P1. La atenuación (α) será igual a la diferencia entre ambas potencias.

La atenuación del sonido es el reparto de energia de la onda entre un volumen de aire cada vez mayor.

No obstante, la atenuación no suele expresarse como diferencia de potencias sino en unidades logarítmicas como el decibelio, de manejo más cómodo a la hora de efectuar cálculos.

La atenuación, en el caso del ejemplo anterior vendría, de este modo, expresada en decibelios por la siguiente fórmula:

en términos de potencia

[Dibujo]

en

...