8.2.1 Prinzipien der Wellenausbreitung
Video 1: Huygenssches Prinzip (C)
.
Die Ausbreitung von Wellen lässt sich durch zwei allgemeine Prinzipien beschreiben:
Das huygenssche Prinzip
Jede Wellenfront (schwarz) lässt sich als Kette von Punkten beschreiben, die kugelförmige Elementarwellen (rot) mit der gleichen Frequenz abstrahlen. Die Einhüllende dieser Elementarwellen ergibt die Wellenfront (1) zu einem späteren Zeitpunkt. Von dort aus strahlen die Punkte wieder neue Elementarwellen aus (blau) usw.
Jede Wellenfront (schwarz) lässt sich als Kette von Punkten beschreiben, die kugelförmige Elementarwellen (rot) mit der gleichen Frequenz abstrahlen. Die Einhüllende dieser Elementarwellen ergibt die Wellenfront (1) zu einem späteren Zeitpunkt. Von dort aus strahlen die Punkte wieder neue Elementarwellen aus (blau) usw.
Abbildung 8.2.1: Skizze zum huygensschen Prinzip: In Schwarz ist die Wellenfront zu verschiedenen Zeitpunkten gezeigt. Einzelne Punkte der Wellenfront sind farblich (rot/blau) hervorgehoben. Die von diesen Punkten der Wellenfront ausgehenden Elementarwellen und ihre Überlagerung sind ebenfalls angedeutet. (C)
Das fermatsche Prinzip
Jede Welle von Punkt A nach B wählt den Weg, für den sie am wenigsten Zeit braucht (rot) (beim Übergang zwischen verschiedenen Medien ist dies nicht der direkte Weg, da dann in der Regel verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten vorliegen).
Jede Welle von Punkt A nach B wählt den Weg, für den sie am wenigsten Zeit braucht (rot) (beim Übergang zwischen verschiedenen Medien ist dies nicht der direkte Weg, da dann in der Regel verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten vorliegen).
Abbildung 8.2.2: Skizze zum fermatschen Prinzip. (C)