ホイヘンスの原理

定義

ある時刻の波面上のすべての点は、それぞれが新しい波の発生源（波源）となり、そこから同じ速さで波が広がると考える原理である。
そのとき、これらの波の包絡線（外側の接線）が、次の時刻の新しい波面になる。

イメージ

波面上の1点だけでなく、「波面全体のすべての点」から小さな波が同時に広がると考える。

たとえば、水面にできた円形の波を考えると、その円周の各点からさらに小さな円形の波が広がる。
その外側をなめらかにつないだ線が、次の波面になる。

つまり、「波は前の波面が次の波面を作る」という連続的な広がりとして理解できる。

数式

波の進む距離は、波の速さと時間の積で表される。

\[x = vt\]

\(x\)：波が進む距離（m）
\(v\)：波の速さ（m/s）
\(t\)：時間（s）

ホイヘンスの原理では、この距離 \(vt\) だけ各点から小さな波（素元波）が広がると考える。

ポイント

• 波面上の「すべての点」が波源になるという考え方が重要
• 新しい波面は、素元波の包絡線として決まる
• 反射・屈折・回折などの現象は、この原理で統一的に説明できる