菲涅耳定律，解釋下惠更斯菲涅耳原理的意思

惠更斯-菲涅耳原理Huggens-Fresnel principle以波動理論解釋光的傳播規(guī)律的基本原理。它是在惠更斯原理的基礎上發(fā)展而得的，是研究衍射現(xiàn)象的理論基礎?；莞乖戆巡ǖ膫鞑w結為波前的傳播，波前上的每個點都可看作是能發(fā)出球面次波的新波源，這些次波的色跡構成下一時刻的波前。C.惠更斯曾根據(jù)這一原理正確地解釋了光的反射定律、折射定律和雙折射現(xiàn)象。要解釋衍射現(xiàn)象實質(zhì)上是要解決不同方向上的強度分布問題，但惠更斯原理并未涉及強度，也無波長概念，故僅靠惠更斯原理不能解決衍射問題。A.-J.菲涅耳彌補了惠更斯原理的不足之處，他保留了惠更斯的次波概念，補充了次波相干疊加的概念，認為光場中任一點的光振動是這些次波在該點相干疊加的結果?；莞?菲涅耳原理可表述如下：在光源S發(fā)出的波前∑上，每個面元d∑都可看成是發(fā)出球面次波的新波源，空間某點P的振動是所有這些次波在該點的相干疊加結果。為寫出具體的數(shù)學表示式，假定：從面元d∑發(fā)出的次波到達P點時的振幅與面積元d∑成正比，而與距離r成反比；次波在各方向上的強度不等，到達P點時的振幅必須加上一個與θ角（見圖）有關的傾斜因子F（θ）。P點的合振動可表為式中ω為光波的圓頻率；a／r為球面波的振幅因子；為d∑處光振動的物相位；k＝2π／λ為波矢量；kr是次波從d∑傳到P點時引起的相位遲后，C是一比例系數(shù)?；蒽`頓市容惠更斯-菲涅耳原理不是嚴格的理論產(chǎn)物，較大程度上是憑樸素的直覺而得到的，對傾斜因子無法給出具體的函數(shù)形式 ，菲涅耳只對它作了某種猜測：θ＝0時傾斜因子為1，θ＝時下降到零（即假定無后退次波）。后來G.R.基爾霍夫和A.J.W.索米菲根據(jù)一般的波動理論從理論上導出了與菲涅耳的公式十分接近的衍射公式，同時還給出傾斜因子F（θ）的具體函數(shù)形式。

１９４９年，一位名叫墨菲的空軍上尉工程師，認為他的某位同事是個倒霉蛋，不經(jīng)意間開 了句玩笑：“如果一件事情有可能被弄糟，讓他去做就一定會弄糟。” 　　 這句話迅速流傳，并擴散到世界各地。在流傳擴散的過程中，這句笑話逐漸失去它原有的局 限性，演變成各種各樣的形式，其中一個最通行的形式是：“如果壞事情有可能發(fā)生，不管這種可 能性多么小，它總會發(fā)生，并引起最大可能的損失?！? 　　　　這就是著名的“墨菲定律”。下面是墨菲定律的一些變種或推論。 　　人生哲學 　　 １．別試圖教貓唱歌，這樣不但不會有結果，還會惹貓不高興? 　　 ２．別跟傻瓜吵架，不然旁人會搞不清楚，到底誰是傻瓜? 　　 ３．不要以為自己很重要，因為沒有你，太陽明天還是一樣從東方升上來? 　　 ４．笑一笑，明天未必比今天好。 　　 ５．好的開始，未必就有好結果；壞的開始，結果往往會更糟。 　　處世原理 　　 ６．你若幫助了一個急需用錢的朋友，他一定會記得你——在他下次急需用錢的時候。 　　 ７．有能力的——讓他做；沒能力的──教他做；做不來的──管理他。 　　 ８．你早到了，會議卻取消；你準時到，卻還要等；遲到，就是遲了。 　　 ９．你攜伴出游，越不想讓人看見，越會遇見熟人。 　　愛情意義 　　 １０．你愛上的人，總以為你愛上他是因為：他使你想起你的老情人。 　　 １１．你最后硬著頭皮寄出的情書；寄達對方的時間有多長，你反悔的時間就有多長。 　　生活常識 　　 １２．東西越好，越不中用。 　　 １３．一種產(chǎn)品保證６０天不會出故障，等于保證第６１天一定就會壞掉。 　　 １４．東西久久都派不上用場，就可以丟掉；東西一丟掉，往往就必須要用它。 　　 １５．你丟掉了東西時，最先去找的地方，往往也是可能找到的最后一個地方。 　　 １６．你往往會找到不是你正想找的東西。 　　 １７．你出去買爆米花的時候，銀幕上偏偏就出現(xiàn)了精彩鏡頭。 　　 １８．另一排總是動的比較快；你換到另一排，你原來站的那一排，就開始動的比較快了； 你站的越久，越有可能是站錯了排。 　　 １９．一分鐘有多長？ 這要看你是蹲在廁所里面，還是等在廁所外面。

我也沒多少知識，但是對物理很感興趣……所以給樓主提供個思路……我由薛定諤的那個波函數(shù)的坍縮想到的，顯然光的直進性是幾何光學尺度下的近似，因為稍精密一點的光學儀器，普物教材上提到過，就應該放棄幾何光學，采用波動光學設計。那么樓主可以考慮菲涅耳的矩孔衍射公式，然后進行極限情況下的數(shù)學討論，應該會得到一個與實際相符的近似。不過我目前的數(shù)學是……應付不了了。這是自己看書消遣時想到的。很多東西，不進行定量可能就看不出來的。

我答題目不是為了拿高分。我的原則是我會的我懂的我就會去嘗試回答，盡力讓出問題的人和參與討論的人能明白我說什么。但是很遺憾的告訴你，這題目我找了下，沒什么發(fā)現(xiàn)。自己在百度搜搜，然后去GOOGLE去搜搜，應該會有所收獲。這題目我不會。光學沒啥研究。。。再看看別人怎么說的。

費馬原理屬于幾何光學，而菲涅爾提出的衍射是波動光學的基礎。先要明確，波動光學比幾何光學更能反映光的本質(zhì)，它更精致，更正確。 用波動光學大致可以這樣來解釋光的直進：首先要知道“子波（或稱次波）”概念：它指任何一列波的波前曲面（大致就是與光的傳播方向垂直、光束最前端的那個面。比如平面波的波前通常是一個有限大小的平面，球面波的波前是那一時刻波最前面所達到的那個球面）上的任何一點都可以視為向前發(fā)出球面波的新的波源，這無限多個新波源發(fā)出的無限多個的小球面波就是原來那列波的子波。這些子波的包絡面（即與所有這些子波的波前相切的曲面）就是原來那列波的新波前。接下來還要明確兩點：1）直進的光波波束的橫截面的尺度要遠大于光波的波長；2）發(fā)出光波的光源是平面光源，或至少光源面的曲率半徑遠大于光波的波長。這兩點有一點不滿足，光都必定要明顯地散開，而不可能沿直線前進。光的直線傳播實質(zhì)上就是光波在光源的曲面上（或任意時刻的波前曲面上）的各個不同的子波之間的干涉。具體處理需要使用曲面積分。當滿足前述兩條件時，對衍射（即光要散開）貢獻最多的曲面邊緣部分的子波數(shù)量占整個曲面上的子波數(shù)量的比例很小——衍射很不明顯——趨近于幾何光學的描述。學好數(shù)學，方能徹底理解衍射是如何導致直線傳播的。 類似于氣體向四面八方的擴散，光的本性也是要向四面八方飛散的，倒是光的直線傳播是一種特例。無奈的是，人常經(jīng)驗到的光的現(xiàn)象是其直線傳播，就以為這是它的本性，但這是不對的。人的許多經(jīng)驗都是狹隘的，不斷被新穎的現(xiàn)象與深入的探究所否定。