ホイヘンスの原理（読み）ほいへんすのげんり（英語表記）Huygens' principle

日本大百科全書(ニッポニカ)

ホイヘンスの原理
ほいへんすのげんり
Huygens' principle

オランダの物理学者のホイヘンスが1690年に光の波動説の基本原理として述べた、波の伝播(でんぱ)に関する仮説である。波面（波の位相が同じ値をもつ点からなる曲面）上の各点から、新たに二次波（素元波）が球面波として送り出される。これらの二次波の波面のすべてに接する曲面、すなわち包絡面(ほうらくめん)が、その後の時刻における波面になるとする。ホイヘンスはこの原理を用いて、よく知られた光の三性質、すなわち、一様な物質中における直進、異なる物質の境界面における反射と屈折を説明した。しかし、ホイヘンスの原理には二つの難点があった。その一つは、前進する波のほかに、後退する波の波面も生ずることになる点であり、他の一つは、光が不透明な物体に当たった場合におこる回折現象の説明ができない点である。

　フランスのフレネルは1818年、ホイヘンスの原理の後半部を修正して、前に述べた欠点を補った。フレネルによれば、一次波の波面上の各点から送り出される二次波の振幅は、その進行方向によって異なる。一次波と二次波の進行方向が同じ場合には振幅が最大、逆方向の場合には振幅がゼロで、一次波、二次波の進行方向の間の傾き角の増大とともに二次波の振幅は減少するものとする。これらの二次波は重ね合わせられ、互いに干渉する。フレネルによって修正されたホイヘンスの原理は、ホイヘンス‐フレネルの原理とよばれる。ドイツのキルヒホッフは1882年に、波を表す関数の満足する偏微分方程式、すなわち波動方程式から出発して、ホイヘンス‐フレネルの原理を数学的に証明した。

［飼沼芳郎］

[参照項目] | 波動 | 光

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

ホイヘンスの原理
ホイヘンスのげんり
Huygens' principle

光波の進行のありさまを作図の上で求めるために 1678年 C.ホイヘンスが唱えた原理で，光の波動説の重要な1つの根拠となった。光源から出た光波をまず一次波と考え，その波面の各点がまた光源となって二次波が発生し，次の波面はこれらの二次波の包絡面として得られると仮定して次々に波面を作図することで，光の直進，反射，屈折の現象を説明した。のちに G.キルヒホフがこの原理の正しいことを理論的に証明した。

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