
【化】 Huygens-Fresnel principle
benefit; favour; kindness
change; even more; experience; furthermore; more; replace; still
this
【化】 geepound
【计】 Fresnel
elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【医】 mechanism; principle; rationale
【经】 ground work; principle
惠更斯-菲涅耳原理(Huygens-Fresnel Principle)是波动光学的基础理论之一,用于描述光波传播过程中波前演化的规律。该原理由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯于1690年提出雏形,后经法国工程师奥古斯丁·菲涅耳在1818年引入干涉概念完成数学表述。
从汉英词典角度解析:
核心定义(Core Definition)
该原理认为:波前(wavefront)上的每一点均可视为次级子波(secondary wavelet)的源点,这些子波相干叠加形成新的波前。英文表述为:"Every point on a wavefront is a source of spherical secondary waves, and the new wavefront is the tangential surface to all these secondary waves."
数学表达(Mathematical Formulation)
菲涅耳引入积分公式量化该原理: $$ U(P) = frac{A}{ilambda} iint frac{e^{ik(r+r')}}{rr'} K(chi) , dS $$ 式中$U(P)$为观测点光场,$K(chi)$为倾斜因子,该公式将衍射现象与干涉效应统一。
物理意义(Physical Interpretation)
该原理突破几何光学限制,成功解释光的衍射(diffraction)、干涉(interference)现象,为标量衍射理论奠定基础。2016年《物理评论快报》实验验证其在亚波长结构中的有效性[参见美国物理学会期刊]。
应用领域(Applications)
广泛应用于光学仪器设计(如望远镜物镜)、全息成像技术、电磁波传播建模等领域。现代光芯片设计中仍沿用其修正形式进行近场计算[参考:Springer光学工程手册]。
权威文献参考:
惠更斯-菲涅耳原理是波动光学中的核心理论,用于解释波的传播及衍射现象。以下是其核心内容与意义:
该原理由惠更斯于1690年提出,后由菲涅耳在19世纪补充完善。其核心思想是:波前上的每一点均可视为发射次级子波的波源,这些子波在空间传播时相互干涉,形成新的波前。
需假设子波仅向前传播(通过倾斜因子修正),且实际计算复杂,需借助近似方法(如菲涅耳半波带法)。
如需进一步了解数学推导或具体应用案例,可参考(百度文库)或(电磁波理论)。
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