¿Qué es una guía de ondas?
Una guía de onda es un objeto que dirige el flujo de cualquier tipo de onda. Algunos de los tipos más básicos incluyen cables o tuberías huecas que pueden guiar las ondas de sonido. A menudo, las guías de onda se utilizan para transferir ondas electromagnéticas entre ubicaciones, típicamente usando un tubo hueco hecho de metal conductivo eléctrico. Las guías de onda se usan comúnmente para transferir señales de potencia o comunicación. Cada tipo de onda requiere un tipo diferente de guía.
El tipo de onda que se guía dicta la geometría de la guía de onda. El ancho de la guía debe, en la mayoría de los casos, estar en el mismo orden de magnitud que la longitud de las ondas que guiará. Esto significa que una fibra óptica que guía las ondas de luz de alta frecuencia no será efectiva para guiar las ondas de sonido de baja frecuencia. Otros factores, como la cantidad de pérdida de señal o potencia, también ayudan a determinar la mejor guía de onda para una tarea específica.
Las ondas electromagnéticas en el espacio normalmente irradian en todas las direcciones desde su punto de origen. Este CauSES la radiación para perder potencia en proporción al cuadrado de su distancia desde ese punto de origen. Una guía de onda permite que la radiación se propague en una sola dimensión en circunstancias ideales, evitando que pierda el poder a medida que se propaga.
Las guías de onda funcionan reflejando la onda de las paredes de la guía. Idealmente, las ondas se propagarán en un patrón en zigzag dentro de la guía de onda. Esto significa que una guía de ondas a menudo funciona mejor cuando tiene una sección transversal circular o cuadrada.
Hay muchos tipos diferentes de guías de onda, desde fibras ópticas que permiten la transmisión de datos a través de ondas de luz hasta la frecuencia de sonido y el canal de rango (sofar), una capa de agua en el océano que actúa como una guía de onda natural para la canción de ballena. Los sistemas de radar usan guías de onda para dirigir las ondas de radio a una antena para que puedan transmitirse a la impedancia adecuada. Los instrumentos científicos también usan WaveGuías para medir las propiedades acústicas y ópticas de varios objetos.
Las guías de onda se han utilizado durante siglos, mucho antes de que alguien entendiera cómo funcionaban. J.J. propuso la primera guía de onda diseñada para ondas de sonido Thomson, un físico británico, en 1893, y probado por otro físico, O.J. Lodge, el año siguiente. El trabajo continuó a lo largo de finales del siglo XIX y principios del siglo XX, con científicos que estudian el uso de fibras ópticas como guías de onda para la luz visible en la década de 1920.