Die Wellentheorie von Huygens

Die Wellentheorie besagt, dass jeder Punkt auf der Wellenfront als Quelle sekundärer Kugelwellen genommen wird. Jetzt möchte ich wissen, was das eigentlich bedeutet? Da jeder Punkt Wellen erzeugt, werden sie sich nicht gegenseitig stören? Werden wir ein Interferenzmuster sehen? Ich kann es mir einfach nicht vorstellen. Kann mir bitte jemand erklären, was es mit der Theorie auf sich hat? Und mache es auf einfache Weise, damit ich es mir besser vorstellen kann.

Ich bin mir nicht sicher, warum diese Frage als geschlossen gekennzeichnet ist. Es ist klar genug. Sekundärwellen interferieren miteinander und haben die gleiche Phase wie die ursprüngliche Welle, also interferieren sie konstruktiv miteinander, wodurch die ursprüngliche Wellenfront am Laufen bleibt. Wenn die Welle durch ein Objekt gestört wird, stellen wir uns die reflektierte Welle als eine Sammlung neuer Wellen vor, die die richtigen Phasen haben, und wir interferieren diese miteinander, wodurch Interferenzmuster entstehen.
Bitte googeln Sie den geometrischen Umschlag .
Vielleicht "... erkläre mir, worum es bei der Theorie geht?" ist zu breit“

Antworten (3)

Im Grunde genommen ist das Huygens-Prinzip nur eine Möglichkeit, die im 17. Jahrhundert vorgesehen war, um zu beschreiben, wie sich Wellen verhalten, und wird wie im folgenden Bild verstanden. Jeder Punkt auf der Wellenfront strahlt sphärische Wellen aus, die interferieren, um sie während der Ausbreitung zu erhalten.

Hyugens-Prinzip

Dieses Bild ist von der Rayleigh-Streuung inspiriert, bei der die Emitter eigentlich alle Elektronen der Atome in einem Material sind, die auf das elektrische Feld reagieren.

Obwohl das Huygens-Prinzip nicht vollständig korrekt ist, muss insbesondere ein Schiefefaktor hinzugefügt werden, um eine Rückwärtsausbreitung zu verhindern. Außerdem gilt für große Wellenlänge bei kleiner Apertur das Huygens-Prinzip definitiv nicht mehr.

Zusammenfassend würde ich sagen, dass das Huygens-Prinzip eine bequeme Methode ist, um die Wellenausbreitung und insbesondere die Beugung zu beschreiben, die in vielen Fällen ausreichend ist. Dieses Prinzip ist jedoch nicht grundsätzlich richtig.

+1 Tolle Antwort. Allerdings finde ich den letzten Satz etwas heftig. Das Prinzip von Huygens ist den späteren Ideen, Lösungen aus Green'schen Funktionen und fundamentalen Lösungen der D'Alembert- und Helmholtz-Gleichungen zu bauen, erstaunlich nahe. Es ergibt sich, wenn auch nur annähernd, aus einer Analyse der Helmholtz-Gleichung: Haben Sie die Diskussion in Kapitel 8 von Born und Wolf oder den Anhang in Hecht und Zajac gesehen?
Ja, Sie haben Recht mit den Lösungen von D'alembert. Aber auch hier wird das Fresnel-Prinzip von Huygen nur im Fall von Fernfeld und kleiner Wellenlänge wiederhergestellt, dh ρ >> λ .Ansonsten muss man wie bei einer strahlenden Antenne mit Termen höherer Ordnung fertig werden.

Ich kenne die Idee nicht im Detail, aber im Großen und Ganzen nehmen Sie einige Punkte auf Ihrer Welle, zeichnen sphärische Wellenmaxima um die Punkte und finden dann heraus, wo konstruktive Interferenz vorliegt. Dadurch erhalten Sie eine Reihe neuer Punkte, die im Wesentlichen beschreiben, wo die Wellenfront endet.

Natürlich soll dies in der Natur für jeden der unendlich vielen Punkte auf der ursprünglichen Welle geschehen und nicht nur für einige wenige, aber das kann man sich nicht vorstellen.

Angenommen, ich habe eine Glühbirne, die Licht aussendet. Wenn das Licht jetzt ausgestrahlt wird, bewegt es sich wie eine Welle, und wenn die Theorie von Huygens richtig ist, erzeugt jeder Punkt auf der Wellenfront sekundäre Wavelets. Ich bin an diesem Punkt etwas verwirrt Sekundärwellen werden erzeugt, sie müssen interferieren, und wenn ich einen Bildschirm aufsetze, muss ich ein Interferenzmuster bekommen. Aber ich glaube nicht, dass das wirklich passiert.
Wir betrachten hier den Fall einer großen ausgedehnten Welle, und die Tatsache ist, dass es in diesem Fall eine unendliche Anzahl von Punkten gibt, die Sekundärwellen aussenden, und sie erzeugen eine kontinuierliche Reihe von Maxima, jedes direkt nebeneinander oder in anderen Worte addieren sie sich zu einer kontinuierlichen Welle.

Huygens Prinzip besagt, dass jeder Punkt einer Wellenfront die Punktquelle der sekundären Wellenform ist. Ein weiterer Punkt ist, dass sich alle sekundären Wavelets mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen ausbreiten. Eine andere ist, wenn wir eine gemeinsame Tangente von allen Kugeln ziehen, erhalten wir die resultierende Wellenfront.

Ich bin mir nicht sicher, wie dies die Interferenz anspricht, über die Deep Joshi verwirrt ist.
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