Принцип Гюйгенса Френеля коротко: в чому він полягає і яка його формулювання

Як відомо, світло проявляє властивості, хвилі і частинки. Одна з теорій, що описують його поведінка — це хвильова теорія світла. Найважливіший постулат цієї теорії — принцип Гюйгенса-Френеля. Він описує і пояснює поширення хвиль, окремим випадком яких є світло — електромагнітне випромінювання в оптичному діапазоні.

Суть принципу Гюйгенса-Френеля

Це твердження пояснює і описує те, як поширюються коливання, наприклад, світло. Воно складається з двох частин. Першу частину (принцип Гюйгенса) запропонував Християн Гюйгенс у 1678 році. Він припустив, що при поширенні випромінювання з кожної точки хвильового фронту починають виходити нові сферичні хвилі.

Хвильовий фронт — це поверхня, на якій обурення знаходиться в однаковій фазі. Простіше кажучи, це межа простору, в якому вже поширилося обурення. Наприклад, якщо кинути камінь у воду, підуть кола — хвилі. Їх фронт в цьому випадку — це самий зовнішній коло.

Огюстен Жан Френель в 1815 році розвинув припущення Гюйгенса.

Важливо! Його доповнення полягає в тому, що поле, яке при поширенні обурення, створюється інтерференцією вторинних коливань, які мають однакову амплітуду. Огинаюча вторинних хвиль дає положення хвильового фронту через невеликий проміжок часу.

Інтерференція — це накладення хвиль один на одного. При цьому в одних ділянках коливання вони взаємно підсилюють один одного, в інших послаблюють. Тому для світла виходить картина зі світлих і темних смужок. Приклад цього — кільця Ньютона, картина з концентричних кіл, що виходить, якщо плоско-опуклу лінзу покласти на скляну пластинку.

Дивіться також:  Принцип роботи трансформатора, пристрій понижуючого і підвищувального трансформатора, види та типи, формула ККД, напруга короткого замикання трансформатора, схема заміщення

Щоб можна було спостерігати картину інтерференції, випромінювання повинне бути когерентним. Це означає, що воно повинно мати постійну різницю фаз і давати коливання такої ж частоти, якщо їх скласти.

Твердження, зроблене Гюйгенсом, допомагало визначити лише напрям поширення обурення і пояснювало поширення світла, як його описує геометрична оптика. Додаток принципу Гюйгенса дозволяє розраховувати амплітуду і інтенсивність.