惠更斯原理解释衍射现象

一、惠更斯原理简介

惠更斯原理可以正确解释和计算波的传播。基尔霍夫衍射公式为衍射提供了严格的数学基础，它基于波动方程和格林第二恒等式。惠更斯原理可以从基尔霍夫衍射公式推导出来。惠更斯原理中凭空做出的菲涅耳假设，在这个推导过程中自然会显现出来。

举个简单的例子来说明这个原理。假设有两个相邻的房间A和B，它们之间有一扇开着的门。当声音来自A房间的角落时，B房间的人听到的声音似乎是由门口的波源传播的。对于B室的人来说，门口的空气振动就是声音的来源。

二、惠更斯原理的历史

1678年，惠更斯完成了《论光》一书，该书于1690年出版。在这本书中，他提出了惠更斯原理:波前的每一点都可以看作产生球面二次波的点波源，未来任意时刻的波前都可以看作这些二次波的包络线。

利用这个原理，他可以对波在直线和球面上的传播作出定性的解释，并推导出反射和折射定律。但他无法解释为什么光波遇到边缘、光圈或狭缝时会偏离直线传播，也就是衍射效应。惠更斯假设二次波只会向前传播，而不会向后传播。

惠更斯原理的应用

1，光线折射

惠更斯原理用来描述光的传播过程。根据这一原理，光以波的形式在空间传播，光在每个点的传播方向上都有相同的波前。这个原理可以用来解释光的反射、折射和衍射。

2.光干涉

惠更斯原理可以用来解释光的干涉现象。根据这一原理，当两束光相遇时，每一点都可以看作一个二次波源，这些二次波源发出的波前叠加形成一个干涉波前。这个原理可以用来解释干涉的干涉条纹和干涉现象。

3.光的折射

惠更斯原理可以用来解释光的折射。根据这一原理，入射光可以在二次波源发出的波之前，在折射界面上的各点合成为折射光。惠更斯原理可以用来推导光的折射定律，即折射角满足里斯定律。