惠更斯-菲涅尔原理

news/2024/12/30 3:41:11/

惠更斯-菲涅尔原理

惠更斯原理

球形波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源,子波的波速与频率等于初级波的波速和频率,此后每一时刻的子波波面的包络就是该时刻总的波动的波面。其核心思想是:介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的。

光的直线传播、反射、折射等都能以此来进行较好的解释。此外,惠更斯原理还可解释晶体的双折射现象。但是,原始的惠更斯原理是比较粗糙的,用它不能解释衍射现象,而且由惠更斯原理还会导致有倒退波的存在,而这显然是不存在的。
由于惠更斯原理的次波假设不涉及波的时空周期特性——波长,振幅和相位,虽然能说明波在障碍物后面拐弯偏离直线传播的现象,但实际上,光的衍射现象要细微的多,例如还有明暗相间的条纹出现,表明各点的振幅大小不等,对此惠更斯原理就无能为力了。因此必须能够定量计算光所到达的空间范围内任何一点的振幅,才能更精确地解释衍射现象。

菲涅尔补充

菲涅耳在惠更斯原理的基础上,补充了描述次波的基本特征——相位和振幅的定量表示式,并增加了“次波相干叠加”的原理,从而发展成为惠更斯—菲涅耳原理。这个原理的内容表述如下:

在这里插入图片描述

面积元dS所发出的各次波的振幅和相位满足下面四个假设:

(1)在波动理论中,波面是一个等相位面。因而可以认为dS面上各点所发出的所有次波都有相同的初相位(可令其为零)。
(2)次波在P点处所引起的振动的振幅与r成反比。 这相当于表明次波是球面波。
(3)从面元dS所发次波在P处的振幅正比于dS的面积,且与倾角θ有关,其中θ为dS的法线N与dS到P点的连线r之间的夹角,即从dS发出的次波到达P点时的振幅随θ的增大而减小(倾斜因数)。
(4)次波在P点处的相位,由光程nr决定。

基尔霍夫完善

惠更斯-菲涅耳原理不是严格的理论产物,较大程度上是凭朴素的直觉而得到的,对倾斜因子无法给出具体的函数形式 ,菲涅尔只对它作了某种猜测:θ=0时倾斜因子为1,θ=90时下降到零(即假定无后退次波)。后来古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff)和阿诺德·索末菲(Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld)根据一般的波动理论从理论上导出了与菲涅耳的公式十分接近的衍射公式,同时还给出倾斜因子F(θ)的具体函数形式。


http://www.ppmy.cn/news/781702.html

相关文章

基于Matlab——夫琅禾夫衍射以及菲涅尔衍射

我以往在学习F分析的时候,编写了一个作业代码,在此附上供大家学习交流。 引言: 在傅里叶光学信息基础中,主要研究的是光在传播过程携带的信息如何去检测得到。如果光在自由空间(均匀介质)中的传播&#xff…

菲涅尔波带片

菲涅尔波带片 菲涅尔波带片最早是最为一类特殊结构的圆形光栅被提出,它由一系列明暗交替的同心圆环组成。1818 年,Fresnel 首次提出了波带片的概念。英国物理学家 Lord Rayleigh 在 1871 年制作出了第一块菲涅尔波带片。可是由于当时在可见光谱区折射透镜…

mysql语句练习题,创建表,枚举中文字符集设置,修改(update)

作业: 1.创建表: 创建员工表employee,字段如下: id(员工编号),name(员工名字),gender(员工性别),salary(员工薪…

Day60 | 84.柱状图中最大的矩形

Day60 | 84.柱状图中最大的矩形 柱状图中最大的矩形 LeetCode题目:https://leetcode.cn/problems/largest-rectangle-in-histogram/ 本题与接雨水相似,但有所不同。如果在该题中维护一个从栈顶到栈底单调递增的单调栈,那么计算的面积都会被…

秀米的对话框格子可以变大吗_如何使用秀米进行排版(对外版)课件.ppt

如何使用秀米进行排版(对外版)课件 点击边框,出现要求输入视频地址的输入框。 此处只能插入来源是腾讯视频的。 砒呢鲸剿虎染推清资项雄爽瞄膘询赡夏烹檄涛力格赘嗡适巧卢扶蛊迟痹痊如何使用秀米进行排版(对外版)课件如何使用秀米进行排版(对外版)课件 在视频的播放…

渐变色字体有时候不显示问题

1.使用渐变色的字在经过插件px转rem之后,渐变色的字会出现不显示的问题 用下面的代码解决 background: linear-gradient(0deg, #807de1 0%, #218cde 100%);background-clip: text;-webkit-background-clip: text;-webkit-text-fill-color: transparent;就可以解决转…

秀米编辑器如何排版svg推文,以展开为模板讲解

前期准备 1、打开秀米官网,点击右上角登录(建议微信登录) https://xiumi.us/#/ 2、如果想在秀米排版的能同步到公众号,请授权一下公众号,具体参考以下两篇文章 http://www.coozhi.com/youxishuma/hulianwang/80847.ht…

点击换图 秀米的svg_时隔五年再用秀米,我发现了这个超强玩法。

Hello,开局三张图…… 我是口出狂言,然后被按着写教程的水韬。 有人说新媒体编辑们19年不会条漫,2020不会代码就要被淘汰,这可真的太难了…… 2020年以来,很多交互式的刷屏级推文,这些玩法最稳定的方式都是通过 代码,包括武汉解封点亮图片、动态展开、小瓶子等等花样玩法…