PRINCIPIO DE HUYGENS

El principio de Huygens nos dice que todo punto alcanzado por una onda se comporta como un emisor de ondas. Afirma que todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden.

Por ejemplo, si dos sitios están conectados por una puerta abierta y se produce un sonido en una esquina lejana de uno de ellos, una persona en el otro cuarto oirá el sonido como si se originara en el umbral. Por lo que se refiere el segundo cuarto, el aire que vibra en el umbral es la fuente del sonido. Lo mismo ocurre para la luz al pasar el borde de un obstáculo, pero esto no es fácilmente observable debido a la corta longitud de onda de la luz visible. La interferencia de la luz de áreas con distancias variables del frente de onda móvil explica los máximos y los mínimos observables como franjas de difracción. Ver, por ejemplo, el experimento de la doble rendija.

Basándose en este principio y utilizando un método geométrico Huygens explicó perfectamente las propiedades de las ondas. (Reflexión, refracción, difracción e interferencias)

Representó las ondas mediante frentes de ondas ( conjunto de puntos consecutivos que están en fase) y rayos (rectas que indican la dirección de la propagación)

En 1678 Huygens propuso la naturaleza ondulatoria de la luz explicando mediante frentes de onda y rayos la propagación y las propiedades de la luz, en contraposición a la teoría corpuscular de Newton.

En el primer dibujo a la izquierda se observan ondas producidas en un lago. La vibración originada en un punto se transmite por la superficie en todas las direcciones, haciendo que las partículas situadas en circunferencias concéntricas alrededor del foco vibren acompasadamente. El segundo dibujo es una representación abstracta del proceso en la que se señalan direcciones de propagación (rayos) y se dibujan circunferencias separadas entre sí por una distancia igual a la longitud de onda, l (frentes de onda)

En la segunda mitad del siglo XVII el científico holandés Cristian Huygens (1629-1695) elaboró un método geométrico para explicar la propagación de las ondas utilizando el concepto de que cada punto del medio alcanzado por la onda se comporta como un nuevo foco emisor o foco secundario. 

Huygens planteó que cuando la energía del movimiento ondulatorio alcanza (al mismo tiempo) los puntos de un frente de ondas, cada uno de estos puntos se pone a vibrar generando ondas secundarias. La infinidad de estas ondas secundarias no se percibe y sí se observa en cambio su envolvente.

Cuando ha transcurrido un tiempo igual al periodo los movimientos ondulatorios generados en los focos secundarios se han transmitido en el sentido de propagación de la onda hasta una distancia igual a una longitud de onda. En ese instante, la línea tangente a los frentes de onda secundarios representa al siguiente frente de ondas y así sucesivamente.

El principio de Huygens es muy útil interpretar bastantes propiedades del movimiento ondulatorio. En los razonamientos que lo utilizan es bastante habitual considerar que los rayos son paralelos y los frentes de onda planos.

Aunque la onda se origine como una onda circular o esférica, esta simplificación es adecuada si se analiza su comportamiento a mucha distancia del foco. Tal como indica el dibujo adjunto situado a la izquierda, lejos del foco la curvatura de los frentes de onda se puede suponer despreciable cuando se consideran porciones pequeñas de ellos. Entonces procede aplicar el principio de Huygens a frentes de onda planos del modo que se indica en la figura de la derecha.