к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Гюйгенса - Френеля принцип

Принцип Гюйгенса - Френеля - основной постулат волновой теории XVII века, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности световых. Принцип Гюйгенса - Френеля. является развитием принципа, который ввёл X. Гюйгенс (Ch. Huygens) в 1678; в соответствии с последним каждый элемент поверхности, достигнутый в данный момент световой волной, является центром одной из элементарных волн, огибающая к-рых становится волновой поверхностью в след. момент времени. При этом обратные элементарные волны во внимание не принимались. Принцип Гюйгенса объясняет распространение волн, согласующееся с законами геометрической оптики, но не может объяснить явлений дифракции. О. Ж. Френель (A. J. Fresnel) в 1815 дополнил принцип Гюйгенса, введя представления о когерентности и интерференции элементарных волн, что позволило рассматривать на основе принципа Гюйгенса - Френеля и дифракционные явления. Г. P. Кирхгоф (G. R. Kirchhoff) придал принципу Гюйгенса - Френеля строгий математический вид, показав, что его можно считать приближённой формой теоремы, назыаемой. интегральной теоремой Кирхгофа (см. Кирхгофа метод).

Согласно Гюйгенса - Френеля принципу, волновое возмущение в точке P (рис.), создаваемое источником P₀, можно рассматривать как результат интерференции вторичных элементарных волн, излучаемых каждым элементом dS нек-рой волновой поверхности S с радиусом r₀. Амплитуда вторичных волн пропорциональна амплитуде первичной волны, приходящей в точку Q, площади элемента dS и убывает с возрастанием угла между нормалью к поверхности S и направлением излучения вторичной волны на точку P. Амплитуда E_Q первичной волны в точке Q на поверхности S даётся выражением , где А - амплитуда волны на расстоянии единицы длины от источника, k - волновой вектор, - циклическая частота. Вклад в волновое возмущение в точке P, вносимый элементом поверхности dS, запишется в виде

где - расстояние от точки Q до P, - функция, описывающая зависимость амплитуды вторичных волн от угла . Полное поле в точке наблюдения P представляется интегралом

Если за элемент поверхности взять площадь кольца, вырезаемого из волнового фронта S двумя бесконечно близкими концентрическими сферами с центрами в точке наблюдения P, и выразить dS через приращение , то получим

Верхний предел интеграла R_max=R+2r₀. функция теперь рассматривается как функция от . Точное вычисление (3) невозможно без знания , однако Френель дал метод приближённого его вычисления, используя разбиение поверхности S на т. н. Френеля зоны .Вид функции в Г.- Ф. п. остаётся неопределённым, но при =0 К(0)=; множитель i означает, что фазы вторичных волн отличаются на от фазы первичной волны в точке Q. Из математически точного определения Г.- Ф. п., данного Кирхгофом, следует и определение функции .

Строгое решение задач дифракции обычно связано с очень большими матем. трудностями, поэтому задачи, имеющие практический интерес, часто решаются приближёнными методами с использованием принципа Гюйгенса - Френеля. Принцип Гюйгенса - Френеля позволяет описывать все оптич. явления, относящиеся к распределению интенсивности света по разным направлениям (прямолинейное распространение света, отражение, преломление, двулучепреломление, дифракцию и т. д.). Приближённость решения с помощью принципа Гюйгенса - Френеля состоит в том, что при этом не рассматриваются реальные граничные условия электродинамики Максвелла. Напр., при рассмотрении распространения волн через отверстия в экране амплитуда волны в точках, закрытых экраном, полагается равной нулю, а на отверстии - такой, как если бы экрана не было (т. е. допускается разрыв волнового поля).

Литература по принципу Гюйгенса - Френеля

Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., M., 1976;
Зоммерфельд А., Оптика, пер. с нем., M., 1953;
Xенл X., Ma уз А., Вестпфаль К., Теория дифракции, пер. с нем., M., 1964;
Ваганов P. Б., Каценеленбаум Б. 3., Основы теории дифракции, M., 1982.

А. П. Гагарин

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что, как ни тужатся релятивисты, CMB (космическое микроволновое излучение) - прямое доказательство существования эфира, системы абсолютного отсчета в космосе, и, следовательно, опровержение Пуанкаре-эйнштейновского релятивизма, утверждающего, что все ИСО равноправны, а эфира нет. Это фоновое излучение пространства имеет свою абсолютную систему отсчета, а значит никакого релятивизма быть не может. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира