A Huygens-Fresnel-elv a hullámelmélet fő posztulátuma , amely leírja és megmagyarázza a hullámterjedés mechanizmusát, különösen a fényhullámokat .
A Huygens-Fresnel elv a Christian Huygens által 1678 -ban bevezetett elv továbbfejlesztése : a front minden pontja (a hullám által elért felület) a gömbhullámok másodlagos (azaz új) forrása . Az összes másodlagos forrás hullámfrontjának burkolata a következő pillanatban hullámfronttá válik.
A Huygens-elv ebben a formában megmagyarázza a hullámok terjedését, összhangban a geometriai optika törvényeivel , de nem tudja kellően, sőt még kvantitatívabban megmagyarázni a diffrakció jelenségét . Fresnel 1815 - ben kiegészítette a Huygens-elvet az elemi hullámok koherenciája és interferencia fogalmának bevezetésével , amely lehetővé tette a diffrakciós jelenségek vizsgálatát a Huygens-Fresnel-elv alapján.
A Huygens-Fresnel elv a következőképpen fogalmazódik meg:
|
A hullámfront minden eleme egy másodlagos perturbáció középpontjának tekinthető, amely másodlagos gömbhullámokat generál, és a létrejövő fényteret a tér minden pontjában ezen hullámok interferenciája határozza meg. |
Gustav Kirchhoff német fizikus szigorú matematikai formát adott a Huygens-elvnek, megmutatva, hogy a Kirchhoff-féle integráltételnek nevezett tétel közelítő alakjának tekinthető .
A pontforrás hullámfrontja egy homogén izotróp térben egy gömb . A pontforrásból terjedő gömbhullámfront minden pontján a perturbáció amplitúdója azonos.
A Huygens-elv további általánosítása és továbbfejlesztése a modern kvantummechanika alapjául szolgáló útintegrálok szerinti megfogalmazás .