Huygens-Prinzip und Wellenausbreitung

Ich habe die folgende Abbildung online gesehen und einen kurzen Vortrag über das Huygens-Prinzip gehalten. Soweit ich verstanden habe, deutet dies darauf hin, dass jeder Punkt in einem Wavelet wie eine Punktquelle für Wavelets wirkt, was viele Phänomene erklärt.

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Aber wie behandeln wir hier die Rekursion? Wenn dies eine allgemeine Regel ist, sollten sich die erzeugten Wavelets nach Ablauf der infinitesimalen Zeit auch wie Punktquellen verhalten und so weiter. Ist dies tatsächlich der Fall? Und haben wir einen guten Ansatz dafür? Oder sagen wir nur, dass das Huygens-Prinzip manchmal gilt (wenn Licht das Medium ändert oder Interferenzmuster ändert), und wir kommentieren dieses Prinzip die anderen Male nicht? Mit anderen Worten, ist dies eine Art physikalisches Gesetz, das jeden Augenblick eintritt, oder ein Trick, der von Zeit zu Zeit gilt und die Berechnung erleichtert?

Für den Fall der freien Wellenausbreitung macht es keinen Unterschied. Wie Sie sehen können, erhalten Sie dieselbe Kugelwelle, wenn Sie das Prinzip auf eine Kugelwelle anwenden. Für praktische Berechnungen von Schlitzen und Gittern muss man es überall dort einsetzen, wo die Welle mit einer Materialoberfläche wechselwirkt. Das gleiche müsste man bei Problemen mit zufälligen Streuern machen, zB Regen, Nebel, Eispartikel etc..
Warum brauchen wir Konzepte wie Wellen, Wavelets oder Wellen auf Wellen einer unendlichen Rekursion, um Licht zu erklären, wenn es in einer Teilchentheorie allein mit einzelnen Photonen leicht erklärt werden kann?
Wenn sich Licht hinter einem Spalt kugelförmig ausbreitet, muss die Intensitätsverteilung hinter dem Spalt in einem Kreis um den Spalt gesehen werden. Dies ist bei Wasserwellen der Fall, nicht aber bei Licht.

Antworten (1)

Es ist eigentlich zu jedem Zeitpunkt anwendbar - aber wenn Sie eine ebene Welle haben, wird diese Konstruktion im nächsten Moment nur zu einer ebenen Welle führen; und eine sphärische Welle wird weiterhin sphärisch sein (nur größer werden). Es ist nur wirklich interessant, wenn sich "etwas" im Pfad ändert - Brechungsindex, Schlitze usw.; aber es funktioniert an jedem Punkt des Pfades, nicht nur an Diskontinuitäten.

Ich verstehe, dann habe ich eine Anschlussfrage: Geschieht dies in einer bestimmten Richtung oder ist es symmetrisch? Ich kann dieses Konzept nicht vollständig erfassen, weil sich daraus so viele Komplexitäten ergeben, wenn ich es in jedem Augenblick betrachte. Zum Beispiel ist es wirklich schwer vorstellbar, dass sich eine ebene Welle in + oder - Richtung bewegt, wenn sie symmetrisch ist.
Sie finden diese Antwort vielleicht aufschlussreich – aber vielleicht schwer zu befolgen. Es gibt auch diesen ; Weitere Informationen finden Sie hier
Siehe auch researchgate.net/publication/316994209 für eine geometrische Ableitung.
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