En física , la velocidad frontal es la velocidad a la que avanza el primer aumento de un pulso por encima de cero.
En matemáticas , se utiliza para describir la velocidad de un frente de propagación en la solución de una ecuación diferencial parcial hiperbólica .
Asociadas con la propagación de una perturbación hay varias velocidades diferentes. [1] Para mayor precisión, considere una onda portadora electromagnética de amplitud modulada . La velocidad de fase es la velocidad de la onda portadora subyacente. La velocidad de grupo es la velocidad de la modulación o envolvente . Inicialmente se pensó que la velocidad del grupo coincidía con la velocidad a la que viajaba la información . Sin embargo, resulta que esta velocidad puede superar la velocidad de la luz en algunas circunstancias, provocando confusión por un aparente conflicto con la teoría de la relatividad . Esta observación llevó a considerar qué constituye una señal .
Por definición, una señal implica nueva información o un elemento de "sorpresa" que no se puede predecir a partir del movimiento ondulatorio en un momento anterior. [1] Una forma posible para una señal (en el punto de emisión) es: donde u ( t ) es la función escalonada de Heaviside . Usando tal forma para una señal, se puede demostrar, sujeto a la condición (esperada) de que el índice de refracción de cualquier medio tiende a uno cuando la frecuencia tiende al infinito, [ se necesita aclaración ] que la discontinuidad de la onda, llamada frente , se propaga a una velocidad menor o igual a la velocidad de la luz c en cualquier medio. [1] De hecho, la aparición más temprana del frente de una perturbación electromagnética (el precursor ) viaja a la velocidad del frente , que es c , sin importar cuál sea el medio . [1] [2] Sin embargo, el proceso siempre comienza desde una amplitud cero y se acumula. [2]
