Optica: Principio de Huygens-Fresnel

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Principio de Huygens-Fesnel

El principio de Huygens fue establecido por el cientifico holandes Christiaan Huygens en 1678, es un metodo geometrico para encontrar a partir de la forma conocida de un frente de onda en algun instante dado, la forma de frente de onda un tiempo despues.El principio establece:

"cada punto de un frente de onda puede ser considerado como fuente secundaria de ondas que se expanden en todas direcciones con rapidez igual a la rapidez de propagacion de la onda."

Asi, el nuevo frente de onda en un tiempo posterior se encuentra construyendo una superficie tangente a las ondas secundarias o como se le conoce la envolvente de las ondas secundarias. Este principio expresa en esencia la idea de que cuando cada punto en un medio es perturbado por la onda, los efectos de dicha perturbación se mueven radialmente alejándose del punto en cuestión conforme pasa el tiempo. El principio de Huygens se muestra en la Fig. 1.1. El frente de onda original AA` se aleja de una fuente, como se indica con los pequeños puntos (fuerzas). Se quiere encontrar la forma del frente despues del tiempo t. Sea v la rapidez de propagacion de la onda; entonces en el tiempo t esta recorre una distancia vt; construimos varios circulos (ondas secundarias esfericas) de radio r=vt, centrados en los puntos a lo largo de AA`. La envolvente de estas ondas secundarias, que es el nuevo frente de onda, es la curva BB`; estamos suponiendo que v es la misma en todos los puntos y en todas las direcciones.

Archivo:Principio de Huygens.jpg

La figura 35.16 ilustra dos ejemplos sencillos de la construcción de Huygens. Primero considere una onda plana que se mueve por el espacio libre, como en la figura 35.16a. En t=0 el frente de onda esta indicado por el plano marcado AA`; en esta construcción cada uno de los puntos de este frente de onda se considera como una fuente puntual. Con estos puntos como fuentes para el tren de ondas, trazamos círculos de radio c Δt cada uno, donde c es la velocidad de la luz en el vacío y Δt es el periodo de propagación desde un frente de onda al siguiente. La superficie trazada tangente a estos trenes de ondas es el plano BB`, que es paralelo a AA`. De un modo semejante, la figura 35.16b muestra la construcción para una onda esférica saliente.

Archivo:Onda plana.jpg Archivo:Onda esferica.jpg