Номер 3, страница 133 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 37. Принцип Гюйгенса. Глава 5. Волновые свойства света - номер 3, страница 133.

3. Сформулируйте принцип Гюйгенса. Какие волны называют вторичными?

Сформулируйте принцип Гюйгенса.

Принцип Гюйгенса — это фундаментальный принцип волновой оптики и теории волн, который описывает механизм распространения волн. Сформулировал его голландский физик Христиан Гюйгенс в 1678 году. Принцип можно изложить в виде двух положений:

1. Каждая точка пространства, которой достиг волновой фронт в момент времени $t$, становится источником вторичных сферических волн.

2. Положение волнового фронта в следующий момент времени $t + \Delta t$ представляет собой огибающую поверхность, касательную ко всем вторичным волнам.

Этот принцип является геометрическим методом построения волновых фронтов. Он успешно объясняет законы отражения и преломления света. Однако, в своей первоначальной формулировке принцип Гюйгенса имел недостатки: он не объяснял, почему волны не распространяются в обратном направлении (то есть, не объяснял направленность распространения), а также не мог описать распределение интенсивности света при дифракции.

Позже этот принцип был дополнен Огюстеном Френелем (принцип Гюйгенса-Френеля), который ввёл понятие когерентности и интерференции вторичных волн. Согласно Френелю, все вторичные волны когерентны и интерферируют друг с другом. Амплитуда и фаза результирующей волны в любой точке пространства определяются результатом этой интерференции. Это дополнение позволило объяснить прямолинейность распространения света, дифракцию и другие волновые явления более полно.

Ответ: Принцип Гюйгенса утверждает, что каждая точка волнового фронта является источником вторичных сферических волн, а новое положение волнового фронта в следующий момент времени есть огибающая этих вторичных волн.

Какие волны называют вторичными?

Вторичными волнами называют гипотетические элементарные волны (обычно сферические в трехмерном пространстве и круговые на плоскости), которые, согласно принципу Гюйгенса, излучаются из каждой точки, достигнутой фронтом первичной волны.

Ключевые характеристики вторичных волн:

• Источники: Каждая точка на поверхности волнового фронта.

• Форма: Сферическая (или круговая), распространяются во все стороны от источника.

• Скорость: Распространяются в среде с той же скоростью, что и первичная волна.

Вторичные волны — это не реально существующие отдельные волны, а удобная математическая и геометрическая модель. Суперпозиция (в рамках принципа Гюйгенса-Френеля) или построение огибающей (в рамках простого принципа Гюйгенса) этих элементарных волн позволяет определить форму и положение основного волнового фронта в последующие моменты времени.

Ответ: Вторичными волнами называют элементарные сферические волны, которые испускаются каждой точкой волнового фронта и используются для построения нового положения этого фронта.