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Ancho total a la mitad del máximo

Ancho total a la mitad del máximo En una distribución, el ancho a media altura ( FWHM ) es la diferencia entre los dos valores de la variable independiente en los que la variabl...

Ancho total a la mitad del máximo

En una distribución, el ancho a media altura ( FWHM ) es la diferencia entre los dos valores de la variable independiente en los que la variable dependiente es igual a la mitad de su valor máximo. En otras palabras, es el ancho de una curva espectral medido entre aquellos puntos del eje y que son la mitad de la amplitud máxima. El ancho a media altura ( HWHM ) es la mitad del FWHM si la función es simétrica. Se prefiere el término duración total a media altura (FDHM) cuando la variable independiente es el tiempo .

El FWHM se aplica a fenómenos como la duración de las formas de onda de pulso y el ancho espectral de las fuentes utilizadas para comunicaciones ópticas y la resolución de los espectrómetros . La convención de "ancho" que significa "mitad del máximo" también se usa ampliamente en el procesamiento de señales para definir el ancho de banda como "ancho del rango de frecuencia donde se atenúa menos de la mitad de la potencia de la señal", es decir, la potencia es al menos la mitad del máximo. En términos de procesamiento de señales, esto es como máximo 3 dB de atenuación, llamado punto de media potencia o, más específicamente, ancho de banda de media potencia . Cuando el punto de media potencia se aplica al ancho del haz de la antena , se llama ancho de haz de media potencia . 

Distribuciones específicas

Distribución normal

Si la función considerada es la densidad de una distribución normal de la forma F(incógnita)=1σ2πexp[(incógnitaincógnita0)22σ2]{\displaystyle f(x)={\frac {1}{\sigma {\sqrt {2\pi }}}}\exp \left[-{\frac {(x-x_{0})^{2}}{2\sigma ^{2}}}\right]} donde σ es la desviación estándar y x 0 es el valor esperado , entonces la relación entre FWHM y la desviación estándar es [ 1 ].FWHMETRO=22ln2σ2.355σ.{\displaystyle \mathrm {FWHM} =2{\sqrt {2\ln 2}}\;\sigma \approx 2.355\;\sigma .} El FWHM no depende del valor esperado x₀ ; es invariante ante traslaciones. El área comprendida dentro de este FWHM es aproximadamente el 76% del área total bajo la función.

Otras distribuciones

En espectroscopia , la mitad del ancho a media altura (aquí γ ), HWHM, es de uso común. Por ejemplo, una distribución lorentziana/de Cauchy de altura 1 / πγ se puede definir mediante F(incógnita)=1πγ[1+(incógnitaincógnita0γ)2] y FWHMETRO=2γ.{\displaystyle f(x)={\frac {1}{\pi \gamma \left[1+\left({\frac {x-x_{0}}{\gamma }}\right)^{2}\right]}}\quad {\text{ y }}\quad \mathrm {FWHM} =2\gamma .}

Otra función de distribución importante, relacionada con los solitones en óptica , es la secante hiperbólica : F(incógnita)=sech(incógnitaincógnita).{\displaystyle f(x)=\operatorname {sech} \left({\frac {x}{X}}\right).} Se omitió cualquier elemento de traslación, ya que no afecta al FWHM. Para este impulso tenemos: FWHMETRO=2arcsch(12)incógnita=2ln(2+3)incógnita2.634incógnita{\displaystyle \mathrm {FWHM} =2\operatorname {arcsch} \left({\tfrac {1}{2}}\right)X=2\ln(2+{\sqrt {3}})\;X\approx 2.634\;X} donde arcsch es la secante hiperbólica inversa .

Véase también

Referencias

  1. Función gaussiana – de Wolfram MathWorld
  • FWHM en Wolfram Mathworld
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