Хуиген-ов принцип таласне анализе помаже вам да разумете покрети таласа око објеката. Понашање таласа понекад може бити контратуктивно. Лако је размишљати о таласима као да се они крећу равно, али имамо добре доказе да то често једноставно није тачно.
На пример, ако неко виче, звук се шири у свим правцима од те особе. Али ако су у кухињи са само једним вратима и вичу, талас који иде према вратима у трпезарију пролази кроз та врата, али остатак звука удара у зид. Ако је трпезарија у облику слова Л, а неко се налази у дневној соби која је иза угла и кроз друга врата, и даље ће чути крик. Ако би се звук кретао равно правцу особе која је викала, то би било немогуће јер звук не би могао да се креће иза угла.
Тим питањем бавио се Цхристиаан Хуигенс (1629-1695), човек који је такође био познат по стварању неких од први механички сатови а његов рад у овој области имао је утицаја на Сир Исаац Невтон док је развијао своју теорију честица светлости.
Дефиниција принципа Хуигенс-а
Хуигенсов принцип таласне анализе у основи каже да:
Свака тачка таласног фронта може се сматрати извором секундарних таласа који се шире у свим правцима брзином једнаком брзини ширења таласа.
То значи да када имате талас, можете да видите "ивицу" таласа као уствари серију кружних таласа. Ови таласи се комбинују у већини случајева само да би наставили ширење, али у неким случајевима постоје значајни опажени ефекти. Таласна фронта може се посматрати као линија тангента на све ове кружне таласе.
Ови резултати могу се добити одвојено од Маквелл-ових једнаџби, мада је Хуигенсов принцип (који је први дошао) користан модел и често је погодан за прорачун валних појава. Интригантно је да је Хуигенсов рад претходио раду из Јамес Цлерк Маквелл отприлике два века, а изгледало је да то и предвиђа, без чврсте теоријске основе коју је пружио Маквелл. Амперов закон и Фарадаиев закон предвиђају да свака тачка електромагнетног таласа делује као извор непрекидног таласа, што је у потпуности у складу са Хуигенсовом анализом.
Хуигенсово начело и дифракција
Када светлост прође кроз отвор (отвор унутар баријере), свака тачка светлосног таласа унутар отвора се може посматрати као стварање кружног таласа који се шири према ван отвор бленде.
Отвор се, према томе, третира као стварање новог извора таласа, који се шири у облику кружне таласне фронте. Средина таласне фронте има већи интензитет, при чему се интензитет бледи са приближавањем ивица. То објашњава дифракција посматрано и зашто светлост кроз отвор не ствара савршену слику отвора на екрану. Рубови се "шире" по овом принципу.
Пример овог принципа на послу је уобичајен у свакодневном животу. Ако је неко у другој соби и зове према вама, чини се да звук допире с врата (осим ако немате врло танке зидове).
Хуигенсово начело и рефлексија / рефракција
Закони одраз и рефракција се могу извести из Хуигенсовог принципа. Точке дуж таласне фронте третирају се као извори дуж површине рефрактивног медијума, када се укупни талас савија на основу новог медијума.
Ефекат и рефлексије и рефракције је промена правца независних таласа које емитују тачкасти извори. Резултати ригорозних прорачуна идентични су резултатима Невтонове геометријске оптике (попут Снелл-овог закона рефракција), која је изведена по принципу честица светлости - мада је Њутонова метода мање елегантна у свом објашњењу дифракција.
Уредио Др Анне Марие Хелменстине