Mitglied werden Sponsor werden

Huygens-Prinzip

Brechung einer ebenen Wellenfront an der Grenze zweier Medien nach dem huygensschen Prinzip. Quelle; Wikipedia commons

Das huygenssche Prinzip bzw. Huygens-Prinzip, auch huygens-fresnelsches Prinzip genannt (nach Christiaan Huygens und Augustin Jean Fresnel), besagt, dass jeder Punkt einer Wellenfront als Ausgangspunkt einer neuen Welle, der so genannten Elementarwelle, betrachtet werden kann. Die neue Lage der Wellenfront ergibt sich durch Überlagerung (Superposition) sämtlicher Elementarwellen. Da die Elementarwelle eine Kugelform bzw. Kreisform hat, bildet sich auch eine rücklaufende Welle. Aus dem huygenschen Prinzip folgen in der Optik viele Spezialfälle, wie Beugungserscheinungen im Fernfeld (Fraunhoferbeugung) oder Nahfeldbeugung (Fresnelbeugung).

Bedeutung in der Geothermie

Das huygenssche Prinzip spielt insbesondere in der Seismik eine Rolle, wo sich viele Phänomene der Wellenausbreitung durch dieses Prinzip leichter darstellen lassen. Es ist hier dann meist eine Zerlegung (decomposition) in kugelförmige Elementarwellen. Anwendungsbeispiele sind:

  • Behandlung nicht punktförmiger Wellenquellen (Vibratorgruppen), deren Wellenabstrahlung als Superposition von Kugelwellen abstrahlenden Punktquellen dargestellt wird.
  • Das 'exploding reflector model', bei dem angenommen wird, dass an jedem Punkt eines Reflektors eines Untergrundmodells, eine Ladung explodiert und eine Kugelwelle abstrahlt. Der Zeitpunkt der Explosion ist die Einfachlaufzeit zur Erdoberfläche, die Stärke der Explosion der lokale Reflektionskoeffizient. So entseht ein dem gemessenen Seismogramm vergleichbares synthetische Seismogramm.

Neben der Zerlegung (decomposition) in Kugelwellen spielt in der Seismik auch die Zerlegung in ebene Wellen (plain wave decomposition) eine Rolle. Stichworte sind hier: