Christian Huygens (1629-1695) はオランダの著名な物理学者で、1678 年に Traite de la Lumiere という光の波動理論に関する論文を発表しました。彼はこの論文で、伝播する光の波の波面は、波面上のすべての点からあらゆる瞬間に来る球形のウェーブレットのエンベロープに一致すると述べています (ウェーブレットは波全体と同じ速度を持っているという理解の下で)。このアイデアは、光とその特性に関する私たちの考え方を変えました。
これらのホイヘンスの原理の例で、ホイヘンスの原理の重要性を理解します。
ホイヘンスの原理の意味
ホイヘンス-フレネルの原理としても知られるホイヘンスの原理は、伝送媒体内の音または真空または透明な媒体内の光の波面のすべての点がウェーブレットの新しいソースと見なすことができると述べています。速度によって決まるペースであらゆる方向に伸びます。これは、1690 年にオランダの数学者、物理学者、天文学者である Christiaan Huygens によって提案された多数の光学現象を調べるための強力なアプローチです。前方方向。これらすべての二次ウェーブレットの接線面が新しい波面です。結果として、これは幾何学的な方法です。
さまざまな光学現象を研究する上で欠かせない手法の 1 つがホイヘンスです。この原理は、遠視野限界と近視野回折および反射における波動伝搬の問題を分析する方法です。そこには次のように記載されています:
波面上のすべての点は、順方向に光速で広がる球面ウェーブレットのソースです
通常、これらの球面ウェーブレットの合計が波面を形成します
二次ソースは、一次ソースによって生成されるウェーブレットに匹敵するウェーブレットを生成します
ウェーブレットの順方向の共通接線は、通常、常に新しい波面を提供します
ホイヘンスの原理に基づく情報源
ホイヘンスによれば、光は、水や空気の波紋が音の波紋と同じように空間を伝播する波です。その結果、光源からの光は通常、波のようにあらゆる方向に広がります。波面は、特定の時間間隔で特定の距離を移動した一連のポイントです。その結果、光が特定の時間内に移動した点の軌跡は、点光源からの球であることがわかります。
したがって、原則として、情報源には一次と二次の 2 種類があります。一次波面の形成が完了すると、各一次波面に続いて二次波面が作成されます。したがって、波面上のすべての点が二次光源として機能し、追加の波面を放出します。したがって、光波は、二次光源と波面を生成することによって空間を伝播します。波面は常に横方向に垂直であると言われています.
したがって、ホイヘンスの理論が 2 世紀前に提案されたことを考えると、回折、干渉、反射、屈折の光現象の波動理論を適切に説明しています。
ホイヘンスの原理の重要性
ホイヘンスの原理の重要性は、この原理が水、音、光の波を含むあらゆる種類の波に適用されることです。反射と屈折の規則を説明し、光波がどのように伝播するかを説明します。伝送媒体内の音の波面、または真空または透明な媒体内の光の波面上のすべての点は、速度によって決まるペースですべての方向に拡大するウェーブレットの新しいソースと見なすことができると主張しています。通常、これらの球面ウェーブレットの合計が波面を形成します。しかし、この理論では、そもそもなぜ屈折が起こったのかという疑問が残されています。ホイヘンスの原理は、古典的な光波伝搬の予測と理解に役立ちます。その結果、ホイヘンス-フレネルの原理は、幅広い光学現象を説明できます。
ホイヘンスの原理の例
ホイヘンスの原理は私たちの日常生活に溶け込んでおり、どこにでも応用されています。開いた戸口が 2 つの部屋を結び、部屋の 1 つの離れた隅で音が発生すると、ホイヘンスの原理が作動します。あたかも出入り口から来たかのように、音が他の部屋に聞こえます。
別の例として、池に石を投げた場合、大きな石は小さな石よりも水の波紋が大きくなる傾向があると言えます。これらの波は、波面波として知られている円環に似ています。これらの波面は徐々にあらゆる方向に散乱します。二次ソース、およびこれらのソースの二次ソースなどは、これらの波紋をあらゆる方向に伝播します。
結論
これらのホイヘンスの原理ノートでは、遠方界極限、近方界回折、および反射における波動伝搬の問題を解決できる解析方法であるホイヘンスの原理を理解しました。ホイヘンスによれば、光は、水や空気の波紋が音の波紋と同じように空間を伝播する波です。したがって、原理によれば、波面上のすべての点は、順方向に光の速度で拡大する球面ウェーブレットのソースです。また、ホイヘンスの原理の重要性と例についても説明しました。
