【演習】ホイヘンスの原理

物理【波】補講『ホイヘンスの原理』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

ホイヘンスの原理ホイヘンスの原理を用いると,回折・反射・屈折という波特有の現象を統一的に説明可能。「屈折の法則の導き方も一応知っておきたい!」という人は是非読んでください。...
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問題

[Level.1]
平面波の波面の伝わり方を,ホイヘンスの原理を用いて説明せよ。

[Level.2]
波の回折がなぜ起こるのかを,ホイヘンスの原理に基づいて説明せよ。

[Level.3]
波の屈折がなぜ起こるのかを,ホイヘンスの原理に基づいて説明せよ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
ある時刻の波面の各点から素元波が生じ,その共通接線として次の波面がつくられる。 つまり,平面波の波面は直進する。

[Level.2]
障害物の端で生じた素元波によって,障害物の裏にも波面がつくられるため。

[Level.3]
波が最初に進んでいた媒質と,入射先の媒質で波の進む速さが変わることにより,素元波の半径が変化するため。

(※ 解説は現在準備中。)