Huygen의 파도 분석 원리는 물체 주위의 파동의 움직임을 이해하는 데 도움이됩니다. 파도의 행동은 때때로 반 직관적 일 수 있습니다. 마치 직선으로 움직이는 것처럼 파도에 대해 생각하기는 쉽지만, 이것이 종종 이것이 사실이 아니라는 좋은 증거가 있습니다.
.예를 들어, 누군가가 소리 지르면 소리가 그 사람의 모든 방향으로 퍼집니다. 그러나 그들이 문이 하나만있는 부엌에 있고 소리 지르면, 식당으로가는 문을 향한 파도가 그 문을 통과하지만 나머지 소리는 벽에 닿습니다. 식당이 L 자형이고 누군가가 모퉁이에있는 거실에 있고 다른 문을 통해, 그들은 여전히 소리를들을 것입니다. 소리가 소리를 지른 사람과 직선으로 움직이는 경우, 소리가 모퉁이를 돌아 다닐 방법이 없기 때문에 불가능할 것입니다.
.이 질문은 Christiaan Huygens (1629-1695)에 의해 다루어졌으며, 첫 번째 기계식 시계의 창조로 유명한 사람 과이 분야의 작품은 Isaac Newton 경에 영향을 미쳤습니다.
.Huygens의 원칙 정의
Huygens의 파도 분석 원리는 기본적으로 다음을 나타냅니다.
웨이브 전면의 모든 지점은 파도의 전파 속도와 동일한 속도로 모든 방향으로 퍼지는 2 차 웨이블릿의 원천으로 간주 될 수 있습니다..
이것이 의미하는 바는 파도가있을 때 파도의 "가장자리"를 실제로 일련의 원형 파를 생성하는 것으로 볼 수 있다는 것입니다. 이 파도는 대부분의 경우 전파를 계속하기 위해 결합되지만 경우에 따라 관찰 가능한 효과가 있습니다. 파면은 라인 탄젠트로 볼 수 있습니다 이 모든 원형 파도에.
Huygens의 원리 (우선)는 유용한 모델이며 종종 파도 현상 계산에 편리하지만 이러한 결과는 Maxwell의 방정식과 별도로 얻을 수 있습니다. Huygens의 작품이 James Clerk Maxwell보다 약 2 세기 앞에 올랐지 만 Maxwell이 제공 한 견고한 이론적 근거없이 그것을 예상하는 것처럼 보였습니다. Ampere의 법과 Faraday의 법칙은 전자기파의 모든 지점이 Huygens의 분석과 완벽하게 일치하는 지속적인 파도의 원천으로 작용한다고 예측합니다.
.Huygens의 원리와 회절
빛이 조리개를 통과 할 때 (장벽 내에서의 개구부), 조리개 내의 빛파의 모든 지점은 조리개에서 바깥쪽으로 전파되는 원형 파를 만드는 것으로 볼 수 있습니다.
따라서 조리개는 원형 파면의 형태로 전파되는 새로운 웨이브 소스를 생성하는 것으로 취급됩니다. 파면의 중심은 더 큰 강도를 가지며, 가장자리에 접근함에 따라 강도가 페이딩됩니다. 관찰 된 회절과 조리개를 통한 빛이 화면에서 조리개의 완벽한 이미지를 만들지 않는 이유를 설명합니다. 이 원리에 따라 가장자리가 "퍼져".
직장 에서이 원칙의 예는 일상 생활에서 일반적입니다. 누군가가 다른 방에 있고 당신을 향해 전화를 걸면, 소리는 출입구에서 나오는 것 같습니다 (벽이 매우 얇지 않은 한)
Huygens의 원리 및 반사/굴절
반사 및 굴절 법칙은 모두 Huygens의 원칙에서 파생 될 수 있습니다. 파면을 따른 지점은 굴절 배지의 표면을 따라 공급원으로 취급되며,이 시점에서 전체 파동은 새로운 배지에 기초하여 구부러집니다.
반사와 굴절의 효과는 포인트 소스에 의해 방출되는 독립파의 방향을 바꾸는 것입니다. 엄격한 계산의 결과는 Light의 입자 원리 하에서 파생 된 Newton의 기하학적 광학 (Snell의 굴절 법칙과 같은)에서 얻은 것과 동일합니다. 그러나 Newton의 방법은 회절에 대한 설명에서 덜 우아합니다.
.Anne Marie Helmenstine, Ph.D. 에 의해 편집 됨
