Das Huygenssche Prinzip: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 2. Januar 2016, 15:55 Uhr

(Kursstufe > Mechanische Wellen)

Viele Elementerwellen interferieren zu einer ebenen Wellenfront

Die Ausbreitung einer ebenen Welle und einer Kreiswelle

Das nach Christiaan Huygens (1629 - 1695) benannte Huygenssche Prinzip ist eine modellhafte Vorstellung, mit der man die Ausbreitung von Wellen erklären kann.

Es besagt, dass jeder Punkt einer Wellenfront als Ausgangspunkt einer neuen Kreis- oder Kugel-Welle, der sogenannten Elementarwelle, betrachtet werden kann. Die sich weiter ausbreitende Wellenfront ergibt sich durch Überlagerung sämtlicher Elementarwellen als die äußere Einhüllende der Elementarwellen.

Bei der Ausbreitung einer ebenen Welle gehen die Elementarwellen von der ebenen Wellenfront aus und überlagern sich wieder zu einer ebenen Wellenfront. Bei der Ausbreitung einer Kugel- oder Kreiswelle ist die Einhüllende der Elementarwellen auch wieder eine kreis- oder kugelförmige Wellenfront.

Mit Hilfe des Huygenschen Prinzips lassen sich die Wellenphänomene der Beugung, Reflektion und Brechung erklären.

Huygens hat zur Entwicklung seiner Vorstellung die Ausbreitung in einem Medium vorausgesetzt, wie z.B. in Wasser oder Luft. Erstaunlicherweise stimmt seine Vorstellung auch für die Ausbreitung von Licht, das sich im Vakuum ausbreitet. Denkt man an die Beschreibung des Lichts mit Lichtquanten und die Berechnung von Wahrscheinlichkeiten mit Pfadintegralen, so kann man das Huygensche Prinzip als eine Art Vorstufe davon betrachten.

Animation zur Erklärung von Brechung und Reflektion nach Huygens.

Animationen

• Animation der Reflektion und Brechung einer Welle an der Grenzschicht zweier Medien.
• Konstruktion von Brechung und Reflektion mit dem Huygensschen Prinzip

Links

• Spektrum: Huygenssches Prinzip