회절이론 - 호이겐스의 원리[Huygen s principle]와 프라운호퍼 회절에 대해서

호이겐스의 원리(Huygen s principle)와
Fraunhofer Diffraction(프라운호퍼 회절)

1. 호이겐스의 원리 (Huygen s principle)

파가 진행하는 모양을 그림으로 구하는 방법을 나타내는 원리를 말하며 어느 순간의 파면이 주어지면 다음 순간의 파면은 주어진 파면상의 각 점이 각각 독립한 파원이 되어 발생하는 2차적인 구면파에 공통으로 접하는 면, 즉 포락면이 된다는 것이다.

예를 들어 바다에서 파도가 밀려오는 것을 관찰해보면 파의 높은 부분, 즉 마루를 이루는 곡선이 그 형태를 조금씩 바꾸면서 움직이는 것을 알 수 있다. 파동의 마루를 이어준 곡선 혹은 곡면을 파면이라 한다. 어느 순간의 파면이 주어지면 다음 순간의 파면은 주어진 파면상의 각 점이 각각 독립한 파원(波源)이 되어 발생하는 2차적인 구면파(球面波)에 공통으로 접하는 면, 즉 포락면(包絡面)이 된다는 것이다. 1678년 C.하위헌스가 발표한 빛의 파동설(波動說)에서 광파의 진행상태를 나타내는 데 사용한 것이며, 빛의 직진성이나 굴절·반사 등 당시 뉴턴의 빛의 입자설(粒子說)에 기초가 된 여러 가지 현상도 이 원리를 바탕으로 해서 파동설의 입장에서도 설명할 수 있다.
하위헌스의 시대에는 광파의 주기성이라고 하는 개념이 명확하게 파악되어 있지 않고, 이 원리에도 파장이라고 하는 개념이 들어 있지 않아서 회절현상(回折現象) 등을 설명할 수가 없다. 그후 이 원리는 이 점을 고려한 A.J.프레넬에 의하여 확장되었다.

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