hullámfrontot

A hullámfront a hullám fázisának meghatározott felülete. Egy hullámfronton minden ponton ugyanazon időpillanatban érkezik a hullám, vagyis azonos fázisértéket hordoz. Monokróm fény esetén a hullámfrontok általában síkok vagy görbék, amelyek merőlegesek a terjedés irányára.

A hullámfront és a terjedés viszonya: a hullámfront normálja adja meg a hullám terjedési irányát; a fény- vagy más hullámvonalak a front normálján haladnak. Ennek geometriai optikában gyakorlati jelentősége van a fény útjának megértésében és tervezésében.

Ha a közeg homogén, a hullámfront sík vagy gömbölyű a forrástól függően; ha a közeg refraktív indexe változik, a hullámfront görbülete és torzulása lép fel. Fermat elve szerint a fény az optikai útvonalat úgy extremizálja, hogy az út hosszának változása minimális legyen, amely a front alakváltozását is magyarázza.

Példák: sík hullámfront egy homogén közegben; gömbhullámfront egy pontforrásból; hengeres hullámfront vonalforrásból eredő állapotban. A hullámfrontok mérése és rekonstrukciója fontos szerepet játszik a gyakorlati alkalmazásokban.

Mérések és alkalmazások: hullámfront-szkennelésből (például Shack–Hartmann érzékelővel) és adaptív optikából nyerhetők vissza információk. Ezeket a módszereket használják például távcsövekben, mikroszkópiában és holográfiában a torzulások korrekciójára.