Todo lo que necesitas saber sobre el Principio de Huygens
El Principio de Huygens es complejo de abordar si no tienes conocimientos sobre los principales fenómenos ondulatorios que existen. Si necesitas ayuda para tu TFG, TFM o tesis doctoral, podemos ayudarte. En este post te explicaremos con un ejemplo qué es el Principio de Huygens, para qué sirve y cómo aplicarlo. ¡Continúa leyendo para hallar más detalles!
¿Qué es el Principio de Huygens?
El Principio de Huygens es un enunciado que, en definitiva, se caracteriza por explicar los fenómenos ondulatorios en relación con las ondas y su propagación. En concreto, permite explicar los fenómenos de la reflexión, la refracción y la difracción. Más adelante te los explicaremos un poco mejor.
Este principio se desarrolló en el año 1678 por el físico, matemático y astrónomo holandés Christiaan Huygens por medio de la obra titulada “Tratado de la luz”. En la misma, realiza una descripción sobre el fenómeno de propagación de ondas por medio del espacio.
¿Para qué sirve?
El Principio de Huygens, junto a sus ideas, es realmente útil para puedes establecer una imagen sobre una onda para reemplazar la visión sobre las partículas de luz que ofrecía la óptica normal. No obstante, también dejo varias incógnitas en el aire: nunca se dio una explicación satisfactoria sobre por qué no se propagan hacia atrás y hacia adelante en los frentes de onda como fuente.
Fenómenos de reflexión, refracción y difracción
Ahora bien, te explicaremos de manera simple estos fenómenos para que puedas comprenderlos de forma adecuada:
- Reflexión: se define como un cambio en la dirección del movimiento ondulatorio ocurrido en el mismo medio en que se desarrolla. Esto, luego de tener incidencia sobre otro medio diferente.
- Refracción: en este otro caso, también es un cambio en la dirección que tiene el movimiento ondulatorio, pero por pasar de un medio a otro con distinta velocidad.
- Difracción: fenómeno en el que una onda atraviesa un elemento que la obstaculiza por medio de un pequeño orificio. A la hora de pasar por el otro lado, dicha onda se distorsiona y se propaga hacia múltiples direcciones.
Cada uno de estos fenómenos explica a su manera el movimiento ondulatorio y son regulados por el Principio de Huygens.
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Enunciado del Principio de Huygens
El enunciado principal del Principio de Huygens se separa en dos partes, que son:
1- El primer enunciado afirma que todos los puntos que compone una fuente de ondas son considerados como un foco de ondas secundarias que terminan por propagarse hacia la misma dirección que la perturbación. Tanto la frecuencia como la velocidad de la propagación de dichas ondas secundarias es la misma que la original.
2- El segundo enunciado afirma que la superficie tangente envuelve a las ondas secundarias para formar un frente de ondas.
Modelo del Principio de Huygens
La siguiente imagen te será útil para comprender cómo funciona el Principio de Huygens:
En la imagen izquierda puedes ver bien el Principio de Huygens con la propagación de una onda plana. Mientras que, en la derecha, se ve una onda esférica.
Teniendo en cuenta el frente de ondas que se ve al inicio, que se forma en el plano S1, cualquier punto del plano (P1, P2 o P3) se puede comportar como emisores de ondas secundarias. Estas se propagan en la dirección que avanza la onda principal y se pueden notar por su color rojizo.
En consideración a la velocidad (V) de propagación en el medio como una constante y ∆t, como el tiempo que tiene de propagación una frente de ondas. A continuación, podrás ver que esas ondas secundarias pueden tener un radio v ∆t y además un nuevo frente de ondas S2 va a pasar a ser la superficie tangente de las demás.
En ese nuevo frente que se formó, tanto los puntos P´1, P´2 y P´3 pasan a la fase y forman focos emisores de nuevas ondas secundarias. Dichas ondas dan como resultado al siguiente frente de ondas. Para finalizar, debes observar que a una velocidad constante (con medios isótropos) se puede originar, a partir de un frente de ondas plano, diversos frentes de ondas esféricos.
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