¿Puede la luz emitir luz?

La frase clave es "puede ser considerado". Es decir, el principio de Huygens, como procedimiento matemático, da (aproximadamente) la respuesta correcta. El principio no dice que la luz se genere realmente en cada punto del frente de onda.

Otra forma de verlo: la luz en un frente de fase ya existe allí. No hay necesidad de generarlo todo de nuevo.

Es interesante notar que si el vacío fuera un material polarizable "perfecto", entonces la luz incidente polarizaría cada punto en el espacio, y cada punto dispersaría la luz en ondas esféricas. No creo que haya ninguna justificación física para la imagen, y podría llevar a conclusiones peligrosamente erróneas, pero podría ayudar a comprender cómo funcionan las matemáticas.

Es como decir que el sonido produce sonido: en realidad, las partículas mueven otras partículas, y todo este proceso es sonido.

El principio de Huygens habla de propagación, no de "emisión" en el sentido convencional. La luz es una onda en el campo electromagnético y el campo cambiante en un punto del espacio induce un campo en el espacio circundante cuando el tiempo avanza. Esa es la esencia de las ecuaciones de Maxwell. Entonces... ¿dices que la luz emite luz para avanzar? La luz es un fenómeno de onda continua (no entremos ahora en electrodinámica cuántica), cambia con el tiempo de forma natural, no hace falta llamarlo emisión.

Es un tanto engañoso decir eso, porque la luz que emite luz significaría otra cosa: ¡implicaría una interacción propia, una autodispersión de fotones! Como en dos haces de luz que se cruzan produciendo luz en otras direcciones. Eso puede suceder, pero solo a frecuencias tan grandes que inducen la producción de pares partícula-antipartícula (se requiere una energía de ~MeV para el par electrón+positrón).

Cuando la luz se propaga a lo largo del medio, se podría decir que la respuesta de la materia es en realidad una absorción y una reemisión de luz repetidas (polarización, lo que conduce al índice de refracción, etc.). Pero incluso en este contexto, no es convencional usar este tipo de lenguaje.

Huygens asumió la existencia de "partículas de éter". Y cada punto en el frente de onda, que su declaración del principio de Huygens dice que es la fuente de pequeñas ondas secundarias, no son más que las partículas de éter, que Huygens supuso que daban lugar a su propia onda individual.

Huygens dijo que las ondas de luz eran longitudinales cuando pasaban a través de una sustancia: el éter. Pero ahora sabemos que la luz es una onda transversal gracias al trabajo de Erasmus Bertholinus, Etienne Malus y Augustin-Jean Fresnel sobre la polarización.

Entonces, son las partículas de éter las que Huygens asumió que dan lugar a la onda, y creo que esto es lo que llamas "luz para emitir luz". Para su primera pregunta: la teoría de ondas que involucra el principio de Huygens no puede explicar el efecto fotoeléctrico.

Referencia: 1. Tratado sobre la luz de Christiaan Huygens (1690) - PDF . La página n.° 21 (e incluso las páginas anteriores) podrían resultarle más útiles. 2. Christiaan Huygens-Wikipedia 3. De Aristóteles a Schrödinger - La curiosidad de la física por Antonis Modinos, Página no. 213.