Huygensi printsiip

Huygensi printsiip (ka Huygensi-Fresneli printsiip) on meetod, mille järgi saab määrata lainefrondi kuju mingil järgneval hetkel, kui on teada laine levimiskiirus ning selle kuju antud hetkel.

Huygensi printsiibi kohaselt on lainefrondi iga punkt uue elementaarlaine allikas, millest lähtuvad homogeenses (isotroopses) levimiskeskkonnas sfäärilised (või ringjoonelised) sekundaarlained (moodustub ka tagasilaine). Kõikide elementaarlainete kohtumispaik moodustab tasalainete puhul uue lainefrondi, mis on kõigi elementaarlainete mähispind. Lainefrondi uue asendi määrab kõigi elementaarlainete superpositsioon.

Kuna paralleel- või ristlaine frondist kiirguvad elementaarlained igas suunas, siis on võimalik, et lained painduvad tõkete taha.

Huygensi printsiibi sõnastas esialgsel kujul Christiaan Huygens ning täiendatud kujul Augustin-Jean Fresnel, mistõttu seda nimetatakse ka Huygensi-Fresneli printsiibiks.

Huygensi printsiibist moodustub palju erijuhtumeid, näiteks difraktsioon kaugväljas (Fraunhoferi difraktsioon) ja difraktsioon lähiväljas (Fresneli difraktsioon).

Üksikasjad

Tasalaine lainepinna murdumine Huygensi printsiibi järgi

Leviv lainefront osutub elementaarlainete mähispinnaks, sest elementaarlained levivad samas levimiskeskkonnas ja sama kiirusega nagu algne laine. Eri keskkondades on laine levimiskiirus ja seetõttu ka levimissuund erinev, mida on näha murdumise järgi. Tõkke äärel tuleneb Huygensi printsiibist difraktsioon.

Ajalugu

Huygens seletas oma teooriaga valguse difraktsiooni ja murdumist, mida suutis siiski seletada ka Isaac Newtoni korpuskulaarteooria. Alles siis, kui määrati valguse kiirused eri keskkondades, saadi otsustada, kumb teooria paika peab. Valguslainete levimiskeskkonnaks postuleeris Huygens eetri. Pärast Albert Einsteini 1905 avaldatud erirelatiivsusteooria üldist omaksvõttu osutus eetri mõiste üleliigseks.

Vaata ka

• Difraktsioon
• Laine