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第一百零八章 惠更斯原理(光学)

惠更斯说:“耍赖是不行的。”

牛顿说:“那你说说为什么?会有环,而不是连续的?就是因为有波?”

惠更斯说:“球形波面上的每一点都是一个次级球面波的子波源,子波的波速与频率等于初级波的波速和频率,此后每一时刻的子波波面的包络就是该时刻总的波动的波面。”

牛顿说:“有点意思,然后呢?”

惠更斯说:“介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的”

牛顿说:“那也不见得会有环,这个环十分清晰,你说的各处波动的波动源头,不能分离的如此清晰。”

惠更斯对牛顿说:“光的直线传播、反射、折射等都能以此来进行较好的解释。此外,惠更斯原理还可解释晶体的双折射现象。”

牛顿说:“但用它不能解释衍射现象,而且还会导致有倒退波的存在,而这显然是不存在的。”

惠更斯说:“次波假设不涉及波的时空周期特性——波长,振幅和位相,虽然能说明波在障碍物后面拐弯偏离直线传播的现象。”

牛顿说:“衍射是始终无法正常解释。有明暗相间的条纹出现,表明各点的振幅大小不等,你能说清这是为什么?”

惠更斯说:“你也说不清,粒子也不可能形成牛顿环。需要能够定量计算光所到达的空间范围内任何一点的振幅,才能更精确地解释衍射现象。”

后来,菲涅耳在惠更斯原理的基础上,补充了描述次波的基本特征——相位和振幅的定量表示式,并增加了“次波相干叠加”的原理,从而发展成为惠更斯—菲涅耳原理。这个原理的内容表述如下:

面积元dS所发出的各次波的振幅和相位满足下面四个假设:

(1)在波动理论中,波面是一个等相位面。因而可以认为dS面上各点所发出的所有次波都有相同的初位相(可令其为零)。

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