Ist das Huygens-Fresnel-Prinzip auf andere Wellen als Licht anwendbar?

Das Prinzip, dass jeder Punkt auf einer Wellenfront als Emitter von sphärischen (oder in 2D kreisförmigen) Wellen angesehen werden kann, ist auf alle Wellen anwendbar – siehe irgendeinen Einführungskurs über Wellen an der High School, wo die Demonstrationen normalerweise mit Wasseroberflächen durchgeführt werden Wellen. Beachten Sie, dass die Konstruktion, wie @ignacio betonte, nur in ungeraden Dimensionen (in der Praxis bedeutet das 3D) genau ist, aber selbst in 2D ziemlich überzeugend ist:

Schöne Demonstration mit Wasserwellen in 2D

Und der Link von Ignacio:

Mathematischer Beweis, dass die Huygens-Konstruktion nur in ungeraden Dimensionen gültig ist

Dann kleinerer Schlitz, dann deutlicher sieht man, dass hinter dem Schlitz die Ausbreitung der Wasserwelle rein kreisförmig erfolgt (Huygens-Kugelwellen). Das scheint klar, wenn man sich vor Augen führt, was passiert, wenn man eine Stecknadel ins Wasser steckt. Der Stift verdrängt das Wasser und ein Teil dieses verdrängten Wassers geht aufgrund der Elastizität (das ist die Möglichkeit, verdrängt zu werden, aber nicht zu brechen) nicht in die Tiefe; das Wasser verteilt sich um den Stift herum. Da auch Wasser da war, staut sich das verdrängte Wasser, der Wasserspiegel wird höher und man bekommt eine Welle um den Pensil herum. Aufgrund der Verschiebungsrichtung bewegt sich diese Welle vom Stift weg und - aufgrund der Elastizität des Wassers - hinter der maximalen Amplitude sieht man eine minimale Amplitude und so weiter, bis die Energie in Wärme umgewandelt wird (was sehr schnell passiert,

Der schmale Schlitz ist nichts anderes als eine halbe Stecknadel. Ein breiterer Schlitz ist wie ein schwingender Stab anstelle des Stifts. Der Dissipationsvorgang ist immer ein kreisförmiger Vorgang und am besten an den Enden des Oszillatorstabes oder den Rändern eines Schlitzes in einem Hindernis oder dem Stift (also an jeder Stelle der Stiftoberfläche) zu sehen.

Sie haben mechanische Wellen erwähnt. Wenn ich richtig verstanden habe, meinst du Wellen in elastischen Festkörpern. Es gibt keinen prinzipiellen Unterschied zwischen solchen Wellen und Wasserwellen. Wellenphänomene sind per Definition Energieübertragung ohne Materialübertragung. Ein erster Unterschied liegt in der Menge an Energie, die man braucht, um die Wellen zu sehen. Bei Metallkörpern ist es einfacher, die Welle zu hören, als die Welle zu sehen. Ein zweiter Unterschied besteht darin, wie fett die Wärmeabfuhr erfolgt. In Flüssigkeiten passiert es schnell, in Metallkörpern kann es sehr langsam passieren (langsamer Dämpfungsprozess, am besten zu erkennen an kunstvoll gestalteter Form und gut zusammengesetztem Material wie in einer Glocke). Inelastische Körper schwingen nicht, aber solche Körper gibt es in der Realität nicht.

Ein zweidimensionaler Körper wie ein Seil hat während der Vibrationsbewegung eine variierende Spannung entlang des Seils. Dies führt zu Wärmeableitung. Genau genommen ist das Seil ein dreidimensionaler Körper, der zweidimensional in Schwingung versetzt werden könnte. Die Spannung ist ein dreidimensionaler Prozess und die Auflösung ist ebenfalls dreidimensional; der Seilquerschnitt variiert.

Zusätzliche Bemerkung

Für elektromagnetische Strahlung gibt es verschiedene Verfahren; hinter einem Schlitz haben wir in der Nähe der Kanten Umlenk-, aber keine Dissipationsvorgänge. Wasserwellen breiten sich immer im Medium aus und erzeugen Wärme (erhöhen die Temperatur des Mediums). Bei EM-Strahlung im Vakuum tritt diese Dissipation nicht auf. Randnah findet eine reine Ablenkung statt (andernfalls sieht man in diesem Teil der Strahlung eine Farbverschiebung; vielleicht geschieht dies durch Streuprozesse, scheint aber vernachlässigbar zu sein). Die Ablenkung von EM-Strahlung ist nicht dasselbe wie die Dissipation von Wasserwellen.

Um eine klare Aussage zu machen, Huygens Kugelwellen verringern die Wellenamplituden, das nennen wir Dissipation. Die Ablenkung von EM-Strahlung ist unterschiedlich. Es ändert die Richtung eines Teils der Strahlung hinter Kanten (ohne Berücksichtigung von Streuprozessen, auch dies scheint vernachlässigbar), dissipiert die Energie jedoch nicht in das Vakuum. Dies ist der Grund, warum die Lichtschranke weit genug links oder rechts vom Ablenkmuster kein Licht einfangen kann. Die Intensitätsverteilung hinter einem Hindernis endet und der Schatten ist wirklich ein Schatten. Erinnern Sie sich an Wasserwellen hinter einem Hindernis, dort ist die Welle wirklich kugelförmig.