Гюйгенса-Френеля принцип

ГЮЙГЕНСА-ФРЕНЕЛЯ ПРИНЦИП, основной постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности световых.

Гюйгенса-Френеля принцип является развитием введённого Х. Гюйгенсом (1678) принципа, согласно которому каждая точка поверхности S(t), достигнутой в момент времени t световой волной, распространяющейся от источника L, становится источником элементарных вторичных сферических волн, огибающая которых S(t + Δt) будет волновой поверхностью в момент времени t + Δt (рис.). При этом огибающую нужно строить только в направлении распространения волны, обратные элементарные волны во внимание не принимаются.

Принцип Гюйгенса объясняет распространение волн, согласующееся с законами геометрической оптики, но не может объяснить явлений дифракции света.

О. Ж. Френель в 1815 году дополнил принцип Гюйгенса, введя представления о когерентности и интерференции элементарных вторичных волн, излучаемых каждой точкой поверхности, которой достигла первичная волна. Это позволило рассматривать на основе Гюйгенса-Френеля принципа и дифракционные явления. Позднее Г. Р. Кирхгоф придал Гюйгенса-Френеля принципу строгий математический вид.

Гюйгенса-Френеля принцип позволяет описывать все оптические явления, относящиеся к распределению интенсивности света по разным направлениям (прямолинейное распространение света, отражение, преломление, двойное лучепреломление, дифракцию света и т.д.). Методы, использующие Гюйгенса-Френеля принцип, являются приближёнными, поскольку при этом не рассматриваются реальные граничные условия электродинамики Максвелла. Например, при рассмотрении распространения волн через отверстие в экране амплитуда волны в точках, закрытых экраном, полагается равной нулю, а на отверстии - такой, как если бы экрана не было вовсе (т. е. допускается разрыв волнового фронта).

Лит.: Борн М., Вольф Э. Основы оптики. 2-е изд. М., 1973; Ахманов С. А., Никитин С. Ю. Физическая оптика. 2-е изд. М., 2004.