Al tratar de entender la difracción, sigo encontrándome con el principio de Huygens como el por qué detrás de la difracción, y creo que entiendo bien el principio en sí. Sin embargo, esperaba encontrar una explicación de por qué exactamente el principio de Huygens explica lo que sucede con la radiación electromagnética.
Puedo visualizarlo fácilmente con sonido: una partícula en particular se lanza hacia adelante contra otra partícula o grupo de partículas. Es probable que no golpeen de frente, por lo que la segunda partícula o grupo de partículas viaja exactamente en la misma dirección en la que viajaba la primera, sino que me lo imagino más como bolas de billar golpeando en diferentes ángulos con el efecto de las partículas. extendiéndose en todas direcciones. Corríjame si me equivoco, pero eso tiene sentido para mí con lo que dijo Huygen. Puedo ver cómo las ondas de agua seguirían el principio de Huygen de manera similar.
Pero en EM, no hay un medio y no hay partículas en movimiento, entonces, ¿se comportaría el campo de alguna manera de la misma manera que las partículas en el sonido o las ondas de agua?
Espero obtener una explicación intuitiva, pero si estoy completamente equivocado en mi pensamiento y la única explicación es la de un análisis de onda pura (como en, no pensar en partículas en absoluto y centrarse en las matemáticas), entonces, yo quisiera saber
Tengo la sospecha de que esta pregunta está relacionada con mi consulta, pero está un poco por encima de mi cabeza, aunque estoy trabajando para entenderla.
En EM, el principio de Huygens es equivalente a la fórmula de Kirchhoff generalizada a campos vectoriales http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_diffraction_formula que es una forma de expresar el campo de difracción como la suma de ondas esféricas elementales. Según una explicación clásica de Kottler, o Stratton & Chu: Difraction Theory of EM Waves, Phys.Rev. 1939., lo que "hace" que las ondas se difracten en el borde puede verse como un campo de una corriente que es inducida a lo largo del borde por el campo incidente.
Puede pensar en el principio de Huygens como un principio matemático en lugar de un principio de la física. Al igual que en la Otra respuesta , el principio de Huygens puede tomarse como una reafirmación aproximada de la integral de difracción de Kirchoff, y es aplicable siempre que el campo de onda subyacente cumpla con la ecuación de Helmholtz:
Así que funciona para la luz tan bien como para el sonido, porque la ecuación de Helmholtz es aplicable a ambos fenómenos. La diferencia entre la física de los dos fenómenos se expresa en la forma en que obtienes la ecuación de Helmholtz como una descripción de los fenómenos en cada caso: una vez que obtienes la ecuación de Helmholtz, todo es matemática a partir de ahí.
Puede encontrar mi respuesta aquí aplicable y útil para su consulta.
Espero que esto no suene desdeñoso con sus dudas, porque su pregunta es buena: tiene mucha razón al cuestionar la aplicabilidad cuando la física de los dos fenómenos parece tan diferente.
Sin suponer que las fuentes secundarias realmente existen, y sin suponer ningún tipo particular de onda, se puede demostrar que la función de onda en una región que no contiene fuentes, debido a fuentes primarias fuera de esa región, es como si las fuentes primarias hubieran sido reemplazadas por una distribución de fuentes "secundarias" en la superficie límite de esa región. He tratado de mostrar esto desde los primeros principios en " Derivación consistente del teorema integral de Kirchhoff y la fórmula de difracción y la transformación de Maggi-Rubinowicz usando matemáticas de secundaria ".