Верна ли волновая теория Гюйгенса?

Волновая теория Гюйгенса — это то, что вы называете скалярной теорией дифракции света первого порядка . Так что же он описывает и что не может описать?

• Первый порядок означает, что электромагнитные эффекты, такие как наведенные токи в поверхностях и т. д., игнорируются. Их можно описать, решая уравнения Максвелла для той же системы вместо работы с волновой картиной.
• Решение уравнений Максвелла также сняло бы второе ограничение: скалярная природа теории означает, что эффекты поляризации игнорируются. Это становится проблемой при работе с оптическими устройствами, поддерживающими кросс-поляризационное рассеяние.
• Фактически, нелинейные оптические эффекты могут быть в некоторой степени учтены в теории Гюйгена, если рассмотреть форму волны, зависящую от времени.
• Самый сложный вопрос заключается в том, в какой мере теория является квантовой. Волновая картина уже описывает интерференцию и другие квантовые эффекты, например, может быть включена когерентность волнового поля в пространственной и временной областях. Проблемы возникают при переходе в однофотонный или импульсный режим. Вот где должна использоваться квантово-механическая теория (или даже квантовая теория поля в некоторых контекстах).

Примечание: предполагается, что этот список представляет собой сводку приближений в теории вейвлетов Гюйгенса и диапазон применимости .

Гюйгенс работал со скалярными продольными волнами. Это было доказано в 1821 году Френелем, который показал, что для поляризации необходимы поперечные волны.

История света (актуальная, но неполная) и то, насколько хорошо разные модели объясняют определенные эксперименты, даны в моей недавней лекции «Классические модели квантового света»; см. http://arnold-neumaier.at/papers/physpapers.html#CQlightslides

Принцип Гюйгена имеет определенные ограничения.

Однако нельзя сказать, что это неправильно. Подобно теории Дальтона, теории Томсона, теории Резерфорда, теории Гюйгена, они были ступеньками к изучению оптики. Даже мы можем рассматривать свет как волну, например, когда мы зажигаем свечу в темной комнате, она распространяет свет во все стороны, поэтому здесь мы можем рассматривать свет как волну.