Das HUYGENSsche Prinzip

Das HUYGENSsche Prinzip bzw. die HUYGENSsche Modellvorstellung geht auf den holländischen Naturgelehrten Christian Huygens (1629 – 1695) zurück. Huygens gilt als Begründer der Wellentheorie des Lichtes.

zu den Termini:

Wellenfront (in der Ebene): Alle Punkte auf einer Kurve, die die gleiche Laufzeit zum Sender haben. Bei einer geraden Wellenfront liegen diese Punkte auf einer Geraden. Bei einer punktförmigen Quelle, ist die Wellenfront kreisförmig. Alle Punkte der Wellenfront besitzen die gleiche Phase.

Wenn wir die räumliche Ausdehnung der Welle betrachten, dann bilden die Punkte der Wellenfront eine Fläche.

Wellenstrahlen: Wellenstrahlen verlaufen senkrecht zu den Wellenfronten. Sie verlaufen in Ausbreitungsrichtung der Welle.

Elementarwelle: Die Elementarwelle ist eine Welle, die sich kreis- bzw. kugelförmig um ihr Zentrum ausbreitet.

Huygens formulierte: Jeder Punkt einer Wellenfront, kann als Ausgangspunkt einer neuen Elementarwelle betrachtet werden. Das ist möglich, da sich die Wellenfront und die Elementarwelle im gleichen Medium mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreiten.

Nachweis zur Wellenfront

Wenn eine gerade Wellenfront auf eine Gitterstruktur fällt, dann können wir hinter jedem Gitterspalt eine Elementarwelle beobachten. Diese Elementarwellen interferieren. Wir können beobachten, dass das Interferenzmuster eine neue gerade Wellenfront ergibt. Diese neue Wellenfront ist gleich der Wellenfront vor dem Gitter. Damit haben wir Huygens Annahme bestätigt. Jeder Punkt einer Wellenfront kann als Ausgangspunkt einer neuen Elementarwelle betrachtet werden. Was auf den ersten Blick wenig spektakulär aussieht, wird sich im Folgenden als sehr hilfreiches Tool bei der Beschreibung und Erklärung verschiedener Phänomene erweisen.

  • Brechung
  • Beugung allgemein
  • Beugung am Spalt
  • Beugung am Doppelspalt

Viele der Phänomene können wir mit der Wellenwanne verdeutlichen.