Principiul Huygens-Fresnel este postulatul principal al teoriei undelor , care descrie și explică mecanismul de propagare a undelor, în special undele luminoase .
Principiul Huygens-Fresnel este o dezvoltare a principiului introdus de Christian Huygens în 1678 : fiecare punct al frontului (suprafața atinsă de val) este o sursă secundară (adică nouă) de unde sferice . Anvelopa fronturilor de undă ale tuturor surselor secundare devine frontul de undă în următorul moment de timp.
Principiul lui Huygens sub această formă explică propagarea undelor, în concordanță cu legile opticii geometrice , dar nu poate explica suficient de complet și chiar mai cantitativ fenomenul de difracție . Fresnel a completat în 1815 principiul Huygens prin introducerea conceptelor de coerență și interferență a undelor elementare, ceea ce a făcut posibilă luarea în considerare a fenomenelor de difracție pe baza principiului Huygens-Fresnel.
Principiul Huygens-Fresnel este formulat după cum urmează:
|
Fiecare element al frontului de undă poate fi considerat centrul unei perturbații secundare care generează unde sferice secundare, iar câmpul luminos rezultat în fiecare punct din spațiu va fi determinat de interferența acestor unde. |
Fizicianul german Gustav Kirchhoff a dat principiului lui Huygens o formă matematică riguroasă, arătând că acesta poate fi considerat o formă aproximativă a unei teoreme numită teorema integrală a lui Kirchhoff .
Frontul de undă al unei surse punctuale într-un spațiu izotrop omogen este o sferă . Amplitudinea perturbației în toate punctele frontului de undă sferică care se propagă de la o sursă punctuală este aceeași.
O generalizare și dezvoltare ulterioară a principiului lui Huygens este formularea în termeni de integrale de cale , care servește drept bază a mecanicii cuantice moderne .