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¿Existen las ondas cuadradas?

Si enviamos una forma de onda cuadrada a través de una antena, ¿obtendremos ondas electromagnéticas cuadradas con campos eléctricos y magnéticos que parecen cuadrados? Además, dado que hay un abrupto / casi salto de amplitud, ¿obtendremos ondas sinusoidales de muy alta frecuencia como lo predice la transformada de Fourier?

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Glenn Willen Puntos 26

Como ustedes saben (ya que usted menciona que la transformada de Fourier), una onda cuadrada puede ser representado (bueno, casi ... ver más abajo) como la suma de una serie infinita de ondas sinusoidales. Pero no sería posible enviar una verdadera onda cuadrada a través de cualquier físico real de la antena: Como usted se mueve a lo largo de la serie infinita, las frecuencias de obtener más y más, y finalmente llegará a las frecuencias de su antena no puede transmitir, por varias razones. Si miramos un gráfico del espectro electromagnético, usted encontrará que las ondas de radio por encima de una determinada frecuencia se llama "la luz", y su antena, probablemente, no puede llegar a esas frecuencias no importa lo bueno que es.

(Pero, de hecho, si usted tiene una antena que es capaz de transmitir a través de un amplio ancho de banda, es decir, desde muy baja a muy altas frecuencias -- y enviar algunos aproximación de una onda cuadrada sobre él, se le ve muy altas frecuencias aparecen, tal como lo predice la transformada de Fourier.)

Además hay otro problema: Usted no puede bastante en realidad el enfoque de una verdadera plaza de la forma de onda de cualquier finito suma de ondas sinusoidales, no importa cómo muchos. Este problema es mucho más teórico, y es poco probable que en realidad vienen en la práctica, pero se llama el fenómeno de Gibbs. Resulta que no importa qué tan alto en la frecuencia de ir, su aproximación de una onda cuadrada siempre sobregiro en los grandes saltos de baja a alta y alta a la baja. El sobregiro se hacen más cortos y más cortos en el tiempo, el mejor de su aproximación (la mayor en la frecuencia de ir.) Pero nunca va a ir hacia abajo en magnitud; converge a alrededor del 9% del tamaño del salto.

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Justme Puntos 201

No, las ondas cuadradas matemáticas perfectas no existen en el mundo real porque la onda cuadrada no es una función continua (no tiene una derivada en el paso). Por lo tanto, solo puede aproximarse a una onda cuadrada y la aproximación tiene frecuencias muy altas, y en algún punto la antena no podría enviarlas, por lo que sería un filtro de paso bajo.

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Rishi Puntos 29

En un caso más general en comparación con las respuestas anteriores, nada se puede detener o iniciar en tiempo cero, es decir, al instante. Hacer eso implicaría un componente de frecuencia infinitamente alta que se traduciría en energía infinita. Los factores limitantes son la limitación de la velocidad de la luz de la relatividad especial y el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica.

Cuanto más nítida sea la transición que desee, más energía tendrá para bombear al sistema

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