No entiendo cuál es el punto de interpretar un frente de onda como fuentes puntuales que emiten ondas esféricas. Luego, debe usar corrientes magnéticas y eléctricas para explicar cómo no hay ondas emitidas hacia atrás.
Mi interpretación siempre ha sido que un frente de onda se extiende, por lo que considerando una onda circular, una pequeña porción de la onda contribuirá a una porción más grande de la onda a una distancia mayor, lo que parece una explicación intuitiva perfectamente razonable, sin embargo, estoy sin entender por qué necesita el principio de Huygens.
Aquí hay una perspectiva de la ingeniería óptica.
La mayor intuición proviene de la linealidad.
El principio de Huygens dice que las ondas son superposición: la propagación óptica es un sistema lineal y puedes sumar las ondas para terminar la propagación. Digamos que la ola entrante es , onda de salida , se relacionan como:
Dónde representa la propagación, y la forma específica depende de la distancia de propagación y longitud de onda .
Una cosa buena de la propagación en el espacio libre es que no varía en el espacio. En consecuencia, puede expresar el sistema usando convoluciones: use un núcleo de convolución para representar la propagación. Un ejemplo de este núcleo de propagación es la fórmula de Rayleigh Sommerfeld. Esto simplemente dice, matriz es una matriz de Toeplitz y se puede diagonalizar en el dominio de Fourier. Un vector propio de es el frente de onda plano, que tiene la forma de la base de Fourier.
Puede simplificar aún más esta relación. Por ejemplo, si la propagación es grande en comparación con la longitud de onda y paraxial, la matriz se reduce a la forma de la fórmula de Fresnel (una matriz fraccionaria de Fourier). En el campo lejano, se reduce aún más a la fórmula de Fraunhofer, y ahora es una matriz de Fourier.
Entonces, para resumir, el principio de Huygens formula el problema de propagación como un sistema lineal. Esto simplifica enormemente nuestro modelo y nos ayuda a comprender las ondas ópticas, de una manera fácil pero sobre todo precisa.
Ediciones:
Consulte este vínculo muy útil http://www.mit.edu/~birge/difraction/ para visualizar los núcleos de difracción mencionados anteriormente.
hyportnex
Dwade64
usuario45664