Augustin Fresnel

Augustin Fresnel Avaintiedot

Syntymä	10. toukokuuta 1788 Broglie ( Ranska )
Kuolema	14. heinäkuuta 1827 - Ville-d'Avray ( Ranska )
Koti	Ranska
Kansalaisuus	Ranskan kieli
Alueet	Optinen
Laitokset	National Bridge of Bridges and Roads Academy of Sciences Royal Society
Tutkintotodistus	Ammattikorkeakoulu
Tunnettu	Fresnel-linssi Huygens-Fresnel -periaate Fresnel- kertoimet
Palkinnot	Rumford-mitali

Augustin Jean Fresnel , syntynyt 10 päivänä toukokuuta 1788 vuonna Broglie ja kuoli 14 Heinäkuu 1827 klo Ville d'Avray , on insinööri ja fyysikko Ranskan joiden tutkimus optiikan johti lopullista hyväksymistä aallon teorian valossa korvaaminen ballistisen teorian, joka oli Newtonin jälkeen. Perustuu käsitteisiin lähettämä Christian Huygens myöhään XVII th -luvulla ja johtaa oman kokeiluja, hän löysi itsenäisesti tehtyjen havaintojen muutamaa vuotta aiemmin Thomas Young on häiriöitä ja antoi heille fyysistä säätiöt ja matematiikka, joka voitti tukea hänen aikansa fyysikot.

Hänen memoir diffraktion valon Fresnelin antoi ensimmäisen järkevä selitys ilmiö diffraktion . Hänen esittelyä, hän osoitti, että on lisätty kaksi valon värähtelyjen sama taajuus voidaan mallintaa koostumuksen kahden voiman, eli kahden vektorien , erisuuruisia ja suuntaan: Fresnelin vektorit . Fresnel tunnusti, että valo koostuu poikittaisvärähtelyistä, ja selitti valon polarisaation , kaksimurtuman ja pyöreän polarisaation luonteen .

Vaikka Fresneliä voitiin pitää teoreettisena fyysikkona tai matemaattisena fyysikkona, hänellä oli vähän aikaa omistautua perustutkimukseensa. Hänen ammatinsa oli Ponts et Chaussées -insinööri . Näin ollen hän teki huomattavia parannuksia kirkkautta ja ajovalot keksimällä askeleelta linssejä tai Fresnel linssit .

Augustin Fresnel kuoli 39-vuotiaana. Huolimatta hänen elämänsä lyhyydestä, hänen aikalaisensa tunnistivat heti työnsä erinomaisuuden ja tärkeyden. Hänet valittiin Fellow, Académie des Sciences de Paris 1823, Associate Fellow , Royal Societyn vuonna 1825, ja sai Rumford mitali kuolinvuoteellaan vuonna 1827. Humphrey Loyd , fysiikan professori Trinity College in Dublin , katsotaan Fresnel aalto teoria on "jaloin keksintö koskaan armahtamaan fysiikan tieteen kenttää, lukuun ottamatta Newtonin maailmankaikkeusjärjestelmää ".

Perhe

Augustin Jean Fresnel syntyi Broglie'ssa Normandiassa 10. toukokuuta 1788, arkkitehti Jacques Fresnelin (1755-1805) ja Augustine Mériméen (1755-1833) poika. Augustinilla on vanhempi veli ja kaksi nuorempaa veljeä. Louis (1786-1809), joka on otettu ammattikorkeakoulu , tulee tykistön luutnantti ja tapetaan Jaca vuonna Espanjassa päivä ennen hänen 23 rd syntymäpäivä. Léonorista (1790-1869) tuli Ponts et Chaussées -insinööri ja hän seurasi Augustinia Lighthouse Commissionissa . Hän on ainoa Fresnelin veljistä, joka on naimisissa. Fulgencesta (1795-1855) tulee kielitieteilijä, diplomaatti ja orientalisti.

Äiti-perheensä vaikutti suuresti Augustin Fresneliin. Hän oli Rouenin parlamentin lakimiehen , Maréchal de Broglien intendentin, François Mériméen pojanpoika . Hän oli setänsä Léonor Mériméen (1757-1836) kummipoika, kirjailija Prosper Mériméen isä , joka oli " kuninkaallisen taideakatemian opiskelija " kasteensa aikaan. Siksi tämä setä-kummisetä tuki häntä isänsä kuoleman jälkeen vuonna 1805. Léonor Mérimée lopetti tuolloin taidemaalarin toiminnan omistautua maalauksen historian ja tekniikoiden tutkimiseen. Hän on École des Beaux-Artsin johtaja ja piirustuksen professori École-ammattikorkeakoulussa. Hän otti veljenpoikansa yhteyttä François Aragoon, kun valodiffraktioteoria kehitettiin vuonna 1815.

On huomattava, että Fresnel-perhe oli läheisessä yhteydessä linnaan ja Broglien ruhtinaiden perheeseen. On hyvin todennäköistä, että Jacques Fresnel -arkkitehti, asuva Broglie, oli Maréchal de Broglien palveluksessa ja että hän tapasi linnassa intendentin tyttären, josta tulisi hänen vaimonsa. Kun tilanne meni käsistä Ranskan vallankumouksen aikana , de Broglien perhe muutti, linna ryöstettiin ja sytytettiin tuleen. Prinssi Claude Victor de Broglie , marsalkan vanhin poika, joka oli kenraalivaltioiden sijainen ja joka oli päättänyt jäädä Ranskaan, teloitettiin vuonna 1794. Fresnelin perhe pakeni turvapaikkaa ensin Cherbourgissa vuonna 1790, sitten vuonna 1794 Mathieussa , kotoisin. kylä Jacques Fresnel, muutaman kilometrin päässä Caenista pohjoiseen .

Maréchal de Broglien maineikas jälkeläinen, Louis de Broglie , ehdotti aineen aalto-teoriaa vuosisadan kuluttua siitä, kun Augustin Fresnel perusti valon aaltoteorian.

Koulutus

Augustine Mérimée oli hurskas katolinen ja jopa pieni jansenisti . Siksi Augustin Fresnel vietti lapsuutensa ja murrosiänsä katolisessa ja kuninkaallisessa perheessä, johon vallankumouksen pahat teot merkitsivät. Vaikka hän hyötyi uusista instituutioista, Caenin keskuskoulusta ja ammattikorkeakoulusta, hän pysyi koko elämänsä ajan rojalistisena ja kiihkeänä katolisena.

Émile Verdet mainitsee, että uransa alussa "Hänen ajatuksensa kääntyivät ensin kohti optiikkaa. Muistojen vaikutuksesta perhekasvatuksesta, jossa uskonto oli ollut ensisijaisena, hän alkoi mietiskellä filosofisia kysymyksiä ja pyrki löytämään tieteellisen ja tarkan esityksen joidenkin uskomusten totuudesta, jotka olivat hänelle koskaan olleet kiihkein usko. "

Arago kertoo, että "rouva Mérimée sai sydämensä ja mielensä onnellisimmat ominaisuudet; nuoruudessaan saamansa vankka ja monipuolinen koulutus antoi hänelle mahdollisuuden liittyä aktiivisesti aviomiehensä ponnisteluihin neljän lapsensa kouluttamiseksi. Vanhimman pojan edistys oli loistavaa ja nopeaa. Augustine päinvastoin edistyi opinnoissaan äärimmäisen hitaasti; kahdeksan, hän osasi tuskin lukea. " Näyttää siltä, että Augustine ei halunnut tehdä muistin ponnisteluja. "Hänellä ei ole koskaan ollut makua kielten tutkimiseen", Arago kertoo. Hän oli kuitenkin kovasti järkeilyharjoittelussa tieteessä tai käytännössä. Toverinsa olivat antaneet hänelle kelpoisuuden nero-ihmiselle, koska hän osasi valita hyvin sopivimmat puun oksat jousien, nuolien tai muiden esineiden rakentamiseksi. Voimme ajatella, että hänen isänsä, arkkitehdin, vaikutus oli toisaalta ratkaiseva hänen aritmeettisen ja geometrisen tietämyksensä kehittämisessä, mikä antoi hänelle mahdollisuuden tulla vaikeuksitta yliopistoon ja loistaa siellä, ja toisaalta hänen kykyynsä ajatella ja piirtää avaruudessa, mikä ilmenee hänen myöhemmissä tutkimuksissaan valon diffraktiosta ja polarisaatiosta.

Vuonna 1801 Augustin liittyi 13-vuotiaana veljensä Louisiin École centrale de Caeniin. 16 ja puoli-vuotiaana hänet otettiin École Polytechnique -kurssiin (luokka 1804). Sillä on erittäin päteviä matematiikan opettajia: Siméon-Denis Poisson , Gaspard Monge , Adrien-Marie Legendre ja ohjaaja André-Marie Ampère . Toisaalta fysiikan opetus ammattikorkeakoulussa oli hyvin heikkoa. ”Fresnel ei löytänyt siitä edes edes edeltäjiensä aaltoteorian työstä edes hieman tarkkaa käsitystä. " . Hänelle on kuitenkin annettu ohjeet Newtonin teoriasta valosta, jonka hän pyrkii purkamaan. Vuonna 1814 hän hankki Traite elementaire de physique de René Just Haüyn täydentääkseen tietojaan.

Vuonna 1806 hänestä tuli École des Ponts et Chaussées -opiskelija . Siellä hän oppi topografiaa . Hän on osa maailman Surveyors- sukupolvea . Fresnel kartoitti huolellisesti valon polkuja Siltakoulussa hankkimaansa taitotietoon. Hän teki tarkat etäisyyden ja kulman mittaukset ja arvioi aina virhemarginaalin, jolla heitä rasitettiin. Hän jätti koulun vuonna 1809 Corps des Ponts et Chaussées -yrityksen tavallisen insinöörinimikkeellä. Hän pysyy tässä hallinnossa koko elämänsä ajan.

Fresnelin elämä on kokonaan omistettu hänen ammatilleen ja tieteelliselle tutkimukselleen. Hän käyttää osan tuloistaan ostamaan instrumentteja, joita hän tarvitsee tutkimukseensa. "Fresnelin kahden miehen, insinöörin ja akateemikon, palkka olisi ollut riittävä hänen vaatimattomiin toiveisiinsa, ellei tieteellisen tutkimuksen tarve olisi ollut hänelle toinen luonne; herkkien instrumenttien rakentaminen ja ostaminen, jota ilman nykyään fysiikassa ei voida tuottaa mitään tarkkaa, joka vuosi absorboi osan sen perinnöstä. "

Peräkkäiset tehtävät

Sata päivää

La Vendée oli ensimmäinen osasto, johon Fresnel määrättiin osallistumaan Napoleon-kaupungin ( La Roche-sur-Yon ) rakentamiseen. Siellä hän vuonna 1811 keksi teollisen soodan tuotantomenetelmän , joka tunnetaan nykyään nimellä Solvay-prosessi . Hänen löytönsä esitettiin päteville kemisteille setänsä Léonorin välityksellä, mutta sitä ei hyväksytty, koska toisin kuin Solvay, se ei sisältänyt ammoniakin kierrätystä , mikä teki siitä taloudellisesti mielenkiintoista.

Noin 1812, Fresnel lähetettiin Nyons , että Drôme , työskennellä keisarillisen tiellä, joka on ollut kytkeä Italiaan ja Espanjaan . Nyonsissa hän ilmaisi kiinnostuksensa optiikkaan. 15. toukokuuta 1814 hän kirjoitti jälkikirjoituksena kirjeensä veljelleen Léonorille:

"Haluaisin myös saada muistoja, jotka päivittävät minut ranskalaisten fyysikkojen havainnoista valon polarisaatiosta. Näin Monitorissa , on muutama kuukausi, että Biot luettiin instituutille mielenkiintoinen muisti valon polarisaatiosta . Huolimatta siitä, kuinka kovaa murtan pääni, en voi arvata, mikä se on ” .

Myöhemmin hän ilmaisi kiinnostuksensa valon aaltoteoriaan, joka hänen mielestään selittäisi valon nopeuden vakauden ja olisi yhteensopiva tähtien poikkeaman kanssa . Lopuksi hän kerää ajatuksensa tekstiin, jota hän kutsuu Rêveriesiksi ja jonka hän lähettää setältään Léonor Mériméelle, joka välittää sen André-Marie Ampèrelle . 19. joulukuuta 1814 Léonor Mérimée herättää Fresnelin muistiinpanot päivällisellä Ampèren ja Aragon kanssa , hänen kaltaistensa professoreiden kanssa Polytechniquessa. François Arago on vain 2 vuotta vanhempi kuin Augustin Fresnel. Hän tuli École Polytechniqueen vuonna 1803 samaan aikaan kuin veljensä Louis. Hän käyttäytyy häntä kohtaan kuin veli, joskus suojelija, joskus yhteistyökumppani. Ampère, Arago ja Fresnel muodostavat ystävällisen ja tieteellisesti hedelmällisen trion.

Maaliskuussa 1815 Fresnel näki Napoleonin paluun Elbasta "hyökkäykseksi sivilisaatiota vastaan". Hän jätti tehtävänsä ja meni Lapaludiin Vaucluseen, jossa hän tarjosi palvelujaan kuninkaalliseen vastarintaan, mutta häntä ei otettu takia hänen ulkonäönsä vuoksi. "Fresnel palasi Nyonsiin melkein kuolla ... Väestö sai hänet kärsimään tuhat loukkausta", Arago sanoi. Hänet pidätettiin Valencessa 8. toukokuuta 1815. Hänet vapautettiin, mutta erotettiin sadan päivän aikana, kun hänellä oli lupa mennä äitinsä luo Mathieuun. ”Fresnel sai luvan mennä Pariisin läpi. Hän pystyi palaamaan takaisin entisiin luokkatovereihinsa ja valmistautumaan siten tieteelliseen tutkimukseen, jonka hän aikoi käsitellä retriitissä, jossa hänen nuoret vuodet olivat kuluneet ” . 12. heinäkuuta, kun Fresnel lähti, Arago jätti hänelle muistiinpanon, jossa hän kiinnitti huomionsa valon diffraktioon:

”En tiedä yhtään työtä, joka sisältäisi kaikki fyysikkojen tekemät kokeet valon diffraktiolle . Monsieur Fresnel vain voi tutustua tämän osan optiikan lukemalla työtä Grimaldi , että Newtonin, Englanti tutkielma Jordanian ja muistelmat Brougham ja Young, jotka ovat osa kokoelman Filosofinen Transactions ” .

Fresnelillä ei ole pääsyä näihin julkaisuihin Pariisin ulkopuolella eikä hän puhu englantia. Näistä vaikeuksista huolimatta hän saapuu Mathieuun ja suorittaa kokeita valon diffraktiosta ja häiriöistä. Nämä pakko harrastukset tuovat mieleen Newtonin klo Woolsthorpe milloin aikaan suuren surman Lontoossa vuonna 1665: ne ovat yhteydessä suurta intuitiosta. 7. heinäkuuta 1815 Napoleon luopui lopullisesti. Fresnel on 27-vuotias. Hänet palautetaan Corps des Ponts et Chaussées -yritykseen, koska hän valitsi puolen, joka lopulta voitti. Hän pyytää välittömästi pidentämään kahden kuukauden lomaa työnsä lopettamiseksi. Tämä myönnetään hänelle, kun julkiset työt on keskeytetty kaikkialla Napoleonin paluun aiheuttaman ongelman aikana.

23. syyskuuta hän kirjoitti Aragolle: ”Luulen, että olen löytänyt selityksen ja lain niistä värillisistä reunoista, jotka huomataan valopisteen valaisemien ruumiiden varjossa. " Samassa kappaleessa Fresnel kuitenkin epäsuorasti epäilee löytönsä uutuutta. Hänellä olisi oltava jonkin verran kustannuksia laitteidensa parantamiseksi. Hän haluaa tietää, onko tämä työ hyödytön vai onko diffraktiolakia jo vahvistettu tarkemmilla kokeilla kuin hänen. Hän selittää, ettei hänellä ole vielä ollut mahdollisuutta hankkia lukulistallaan olevia teoksia lukuun ottamatta Youngin kirjaa, jota hän ei voi ymmärtää ilman veljensä apua.

Fresnel päättää kolmen kuukauden työnsä ja lähettää 15. lokakuuta setelinsä välityksellä instituutin ikuiselle sihteerille Delambrelle käsikirjoituksen Mémoire sur la diffraction de la lumière . Muistion lukenut Arago kirjoitti hänelle 8. marraskuuta. Fresnel vastasi hänelle 12. marraskuuta. Hän on kyllästynyt. Hän haluaisi tietää tarkemmin, kuinka hän toisti Youngin työn tai oli sen kanssa ristiriidassa. Hän ilmoittaa, että hänen lomansa on päättymässä ja että hänen on liityttävä Rennesiin . 20. marraskuuta hän kirjoitti jälleen Mathieulta kuvaamaan lisäkokeita, jotka hän oli tehnyt ulkoreunalla Aragon pyynnön tyydyttämiseksi.

Poro

3. joulukuuta Fresnel kirjoittaa Rennesiltä. Hän tekee kommentteja ja korjauksia muistelmiinsa. Hän kiitti Aragoa askeleista, jotka hän oli ottanut École des Pontsin johtajan Gaspard de Pronyn kanssa , jotta Fresnel voisi tulla hetkeksi Pariisiin viimeistelemään työnsä. Arago väitti, että tämä olisi hyödyllistä tieteen kehitykselle ja Corps des Ponts et Chaussées'n arvostukselle. Prony välitti pyynnön Fresnelin hierarkkiselle esimiehelle Corps des Ponts -yhtiön johtajalle Louis-Mathieu Molén . Fresnel voi tulla Pariisiin helmikuusta 1816 lähtien ja saada lisää kokemuksia Aragosta.

Vuosi 1816 oli vuosi ilman kesää : satot olivat heikot. Nälkäiset perheet olivat rivissä Rennesin kaduilla. Hallituksen oli pakko järjestää hyväntekeväisyystyöpajoja tarvitseville. Lokakuussa Fresnel lähetettiin takaisin Ille-et-Vilaineen valvomaan näitä työpajoja tavallisten tienparantajiensa lisäksi. Aragon mukaan:

”Tunnollinen mies käveli Fresnelissä aina etulinjassa; joten hän täytti jatkuvasti tehtävänsä insinöörinä kaikkein tiukimmalla ruudulla. Tehtävä puolustaa valtion varoja, saada se mahdollisimman hyvällä tavalla näytti hänelle kunniakysymykseksi. Virkamiehestä riippumatta hänen asteikostaan, joka antoi hänelle epäilyttävän tilin, tuli välittömästi hänen syvän halveksunsa. Näissä olosuhteissa hänen käytöstavansa tavallinen lempeys katosi, jotta jäykkyys olisi mahdollista, sanoisin jopa ankaruuden, joka aiheutti hänelle tällä vuosisadalla myönnytyksiä monia haittoja » .

Fresnelin joulukuun 1816 kirjeet osoittavat hänen jatkuvaa ahdistustaan. Hän valittaa Aragolle "siitä, että häntä " kiduttavat valvonnan ärsytykset ja tarve nuhteluun. " Mériméelle hän kirjoitti: " Minusta ei ole mitään väsyttävämpää kuin miesten johtaminen, ja myönnän, että minulla ei ole aavistustakaan siitä, mitä teen . "

Pariisi

Syksyllä 1817 Fresnel, Pronyin tukemana, sai lisäloman hierarkkiselta esimieheltään Louis Becqueylta ja palasi Pariisiin. Hän jatkoi tehtäväänsä insinöörinä keväällä 1818, mutta Pariisissa tällä kertaa ensin Canal de l'Ourcqilla ja sitten toukokuusta 1819 Pariisin katujen katastrofissa . 21. kesäkuuta 1819 hänet nimitettiin majakkatoimikuntaan . Ranskalaisten majakkojen ylläpito oli yksi Corps des Pontsin tehtävistä.

Pariisissa ollessaan Fresneliä isännöi setä Léonor Mérimée. Vuodesta 1822 hän vuokrasi huoneen Ampèresta talosta, jonka hän osti vuonna 1818, osoitteessa 19, rue des Fossés-Saint-Victor, osoitteesta 55, rue du Cardinal-Lemoine. Tässä talossa Ampère oli perustanut pienen laboratorion suorittamaan kokeita sähkön ja magneettisuuden vuorovaikutuksesta, kokeisiin, joihin Fresnel oli osallistunut vuodesta 1820 lähtien, Ampère oli loistava teoreetikko, mutta huono kokeilija, kun taas Fresnel oli sekä teoreetikko että lahjakas kokeilija.

Diffraktio

Ensimmäinen väitöskirja valon diffraktiosta

Valoa ja lämpöä

Fresnel aloittaa esityksensä valoa ja lämpöä koskevilla näkökohdilla . Hän huomaa, että kun valo loistaa mustaan runkoon, se lämpenee ja vaikka se ei emittoi valoa, se tuottaa kaloreita . Hän päättelee, että "kevytmolekyylit ja kalorimolekyylit ovat samanluonteisia. " Siinä jätetään huomiotta lämmönsiirto johtumalla, josta Joseph Fourier työskenteli, ja akatemia kieltäytyi julkaisemasta vuodesta 1808. Mutta hänen intuitionsa liittyi havaintoihin William Herschel, joka vuonna 1800 huomasi, että toisessa päässä on lämpö- tai lämpösäteitä . spektrin: infrapunasäteet, jotka ovat käytännössä samanlaisia kuin valo.

Newtonin teoria

Fresnel lähtee sitten osoittamaan Newtonin emissioteorian puutteita ja epäjohdonmukaisuuksia.

Newton uskoi, että valosolujen liikkumisnopeus määrää niiden värin.
Helpon heijastuksen ja helpon siirtämisen sopivuus on melkein selittämätön Newtonin järjestelmässä. "
"Kaksinkertainen taittuminen pakotti Newtonin tekemään uuden uuden hypoteesin, joka on aivan poikkeuksellinen: se on, että valomolekyyleillä on navat ja että Islannin Spar kääntää saman lajin pylväät samalla puolella. "
Hän päättelee: "Minusta näyttää siltä, että värähtelyteoria taipuu paremmin kuin Newtonin kaikkiin ilmiöihin [...] Voimakkain tätä teoriaa koskeva väite on se, joka perustuu valon ja äänen vertailuun [ ...] Valon eteneminen on äärettömän nopeampaa kuin ilman; sen liikkeen on sen vuoksi levitettävä paljon vähemmän kuin äänen alkuperäisen suunnan ulkopuolella, kunhan mikään este ei häiritse sitä; sillä valo, kohtaamalla kehon, voi heijastua äänenä, taittuneena tai taivutettuna. Tämä vastalause, joka on ainoa, johon vaikuttaa vaikealta vastata täysin, johti minut käsittelemään heitetyt varjot. " Se on ongelma.

Kokeellinen laite

Fresnel on äitinsä kanssa Mathieussa. Muutaman suurennuslasin lisäksi hänellä ei ole instrumentteja. Hän rakentaa ne käytettävissä olevilla keinoilla.

Valonlähde - Newtonin kokeen jälkeen hän käyttää auringonvaloa, jonka hän päästää läpi sulkimen aukon. ”Käytin ensin valopisteen saamiseksi tina-arkkiin tehtyä hyvin pientä reikää, jolle keräsin paljon valoa suuren linssin avulla. Mutta auringon liike liikutti tarkennuksen nopeasti, ja jokainen havainto kesti vain hetken [...] Koska minulla ei ollut vahvempaa linssiä, hienomman valopisteen saamiseksi käytin hunajapalloa, joka oli asetettu pieneen tehtyyn reikään. kuparilevyssä. "
Este - "Tämän pallon valaisemana lanka, jonka reunat olin mittaamassa, tuotti silti hyvin selkeitä, vaikka se olisi vain senttimetrin päässä valopisteestä"
Ihanteellinen optinen penkki, jonka hän kuvaa ehdollisessa ja jonka hän saavutti parhaimmillaan kylän lukkosepän avulla , kirjoittaa Verdet: suuri asteikollinen kupariviivain, jolle hän sijoittaa valoa kohdentavan linssin, langan tai kapean pystysuoran teipin , linssi, valkoinen pahvinäyttö ja / tai mikrometri.
Näyttö - “Koska minulla ei ollut mikrometriä, käytin ensin ensimmäistä väliainetta. Sain varjon valkoiselle pahville ja mittain ensimmäisen asteen kahden ulomman reunan välisen etäisyyden ottamalla kussakin reunassa piste, jossa punainen pysähtyy ja mistä violetti alkaa. "
Mikrometri - ”Olen itse rakentanut mikrometrin, jolla voin mitata varjojen leveydet neljänkymmenen millimetrin tarkkuudella. Se on muodostettu kahdesta silkkilangasta, jotka alkavat samasta pisteestä ja päättyvät kahteen pisteeseen, jotka ovat kaukana toisistaan viidellä millimetrillä. [...] Pienää mobiilipahvia käytetään minulle merkitsemään paikka, jossa johtojen välinen etäisyys on yhtä suuri kuin varjon leveys. "

Tulokset Ulommat hapsut

Fresnel katsoo, että valetun varjon ulommat reunat (kuvassa EG) johtuvat lähteestä tulevien suorien säteiden ja esteen reunan heijastamien säteiden päällekkäisyydestä. Aaltojen heijastus esteen reunalla on epätarkka oletus, joka on peritty Newtonilta ja jonka Fresnel korjaa sen jälkeen. Laskelmien suorittamiseksi Fresnel ottaa SE: n x-akseliksi ja Sy ': n y-akseliksi.

"Pidin valopistettä ja langan kahta reunaa säännöllisten aallotusten keskuksina, ja niiden ympyröiden leikkauspisteiden pitäisi antaa minulle reunojen sijainti. Löysin ensimmäisen ulkoreunan ja varjon reunan välisen etäisyyden ilmaisun, kuten se olisi ilman diffraktiota :, a, joka edustaa etäisyyttä valopisteestä vaijeriin, b, langan etäisyyttä pahviin, jolle saamme varjon, ja aallotuksen pituuden. "

{\ displaystyle EP = {\ sqrt {\ frac {2 \ lambda b (a + b)} {a}}}}

\ lambda

Yksi hänen kokeidensa suurista vaikeuksista on valkoisen valon käyttö, joka saa eri aallonpituuksien reunat päällekkäin. Se suorittaa mittauksensa ensimmäisen asteen punaisen reunan ja toisen asteen purppuran reunan välisellä rajalla, ja laskelmia varten keskimääräinen aallonpituus on nm. Hän saa tulokset kohtuullisessa määrin havaintojen kanssa sillä ehdolla, että oletetaan, että esteen reunalla heijastuva aalto on päinvastainen kuin tuleva aalto (polun ero ). Hän huomaa myös sen ${\ displaystyle \ lambda = 517,6}$ $\ lambda / 2$

"Tämän diffraktioteorian erittäin merkittävä seuraus on, että sama reuna ei etene suorassa linjassa, vaan pitkin hyperbolaa, jonka polttopisteet ovat valopiste ja yksi langan reunoista [...] Kahden vektorisäteen välinen ero on melkein yhtä suuri kuin kahden polttopisteen välinen etäisyys, hyperboli on erittäin lähellä suoraa ja tämä oli syy virheeseen, johon Newton putosi. "

Itse asiassa Newton katsoi, että reunat liikkuivat suorassa linjassa.

Sisäreunukset

Fresnel tarkastelee sitten varjon sisään muodostuvia reunoja ja huomaa, että ne katoavat, kun hän lisää paperiarkin langan toiselle puolelle. Hän kirjoittaa :

"Heti kun hoidin sisäreunuksia, tein heti tämän heijastuksen: koska sieppaamalla valon langan toisella puolella saamme sisäreunukset katoamaan, molemmilta puolilta saapuvien säteiden kilpailu on siksi välttämätöntä tuotanto [...] Reunat muodostavat tapaaminen, näiden säteiden ylitys. Tämä seuraus, joka on niin sanotusti vain ilmiön käännös, on täysin Newtonin hypoteesin vastainen ja vahvistaa värähtelyteorian. On helppo nähdä, että kahden hyvin pienessä kulmassa kulkevan säteen värähtelyt voidaan vastustaa, kun toisen solmut reagoivat toisen vatsaan. "

Voimme huomata, että hänen sanastoa ei ole vielä kehitetty, koska hän käyttää solmujen ja vatsan termejä, jotka liittyvät seisoviin aaltoihin , mikä ei ole asia häiriöilmiössä. Mutta näyttää siltä, että hän päättelee oikein, koska hän ilmoittaa, että tummat reunat vastaavat aaltojen päällekkäisyyden alueita, jotka eroavat puolella aallonpituudella ja jotka ovat siten vaiheen vastakkaisia.

Löytääksesi kaavan, joka antaa etäisyyden hapsuille, hän tekee geometrisen rakenteen piirtämällä esteen reunaan keskittyneet ympyrät ja peräkkäiset säteet kasvaneet puolella aallonpituudella. Jos S on lähde, O, osassa näkyvä lankalangan akseli ja suorakulmaisen koordinaattijärjestelmän alkuperä xOy`` lankalangan halkaisija, etäisyys , etäisyys , x ja y pisteen Q d havainnon koordinaatit ruudulle kirjoitetaan A: n tai B: n keskellä olevien ympyröiden yhtälöt: ${\ displaystyle AB = c}$ ${\ displaystyle AQ = b}$ ${\ displaystyle BQ = AQ + (\ lambda / 2)}$

{\ displaystyle (y + {\ frac {c} {2}}) ^ {2} + x ^ {2} = b ^ {2}}

{\ displaystyle (y - {\ frac {c} {2}}) ^ {2} + x ^ {2} = (b + {\ frac {\ lambda} {2}}) ^ {2}}

Q: ssa A: n ja B: n keskittyneiden kahden ympyrän leikkauspisteessä muodostuu ensimmäisen asteen tumma tumma reunus. Voimme siirtää saadun arvon yhdessä yhtälössä, toisessa. Myös termi sisään voidaan jättää huomiotta. Siksi se johtaa: ${\ displaystyle x ^ {2}}$ ${\ displaystyle \ lambda << b}$ $\ lambda ^ {2}$

{\ displaystyle y = {\ frac {b \ lambda} {2c}}}

Ottaen huomioon , että reunan etäisyys x-akselista, Fresnel päättelee, että ensimmäisen asteen kahden tumman reunan välinen etäisyys on kaksi kertaa suurempi, ts . Toisen asteen ero on kolmannen asteen välillä . Vertailutaulukossa se osoittaa, että tehdyt mittaukset vahvistavat laskelmien tuloksen. ${\ displaystyle y = DQ}$ ${\ displaystyle b \ lambda / c}$ ${\ displaystyle 3b \ lambda / c}$ ${\ displaystyle 5b \ lambda / c}$

Fresnel huomauttaa, että "sisäreunojen välinen etäisyys on riippumaton valopisteen langan etäisyydestä. " On kuitenkin toinen havainto. Kun hän korvaa langan läpinäkymättömällä nauhalla, joka on niin leveä kuin langan halkaisija, ja kääntää sen aiemmin asennetun langan akselin suuntaan, hän huomaa, että reunojen järjestely ei ole häiriintynyt, vaikka etäisyys AQ pidentyy A: ssa 'Q ja että BQ lyhenee B'Q: ssa. Fresnel päättelee, että tärkeä ei ole AQ- ja BQ-reittien ero, vaan polkujen ero lähteestä, SAQ: sta ja SBQ: sta. Jotta häiriöitä esiintyisi, värähtelyjen on värähdeltävä lähteestä.

Siksi Fresnel käsitteli esteen reunoja kahtena yhtenäisenä pistelähteenä. Hän toisti tällä toisella laitteella kaksoisrakojen kokeen, jonka Young oli tehnyt 15 vuotta aiemmin ja löytänyt samat tulokset. Hän kuitenkin osoitti, että aaltoteorian avulla hän pystyi selittämään diffraktiotilanteen.

Huomautuksia heijastumisesta, taittumisesta ja polarisaatiosta

Fresnel ehdottaa, että tavalliset heijastus- ja taittumislait voidaan selittää myös häiriöillä. Hän huomauttaa, että jos kaksi hyvin läheistä yhdensuuntaista sädettä heijastuu muissa kuin geometrisen optiikan laeissa säädetyissä kulmissa, niillä ei olisi enää samaa vaihetta ja ne sulkisivat toisensa. Hän kertoo, että tämä selitys on voimassa niin kauan kuin pinnan epäsäännöllisyydet ovat paljon pienempiä kuin aallonpituus.

Hän tekee samantyyppisen esityksen dioptrilla murtuneista säteistä ja päättelee siitä, että "valon eteneminen on hitaampaa lasissa kuin ilmassa taitekerroin- ja esiintyvyyssuhteen mukaan. " Tämä on seurausta, joka on ehdottomasti vastoin Newtonin teoriaa. Emile Verdetin mukaan "Fresnelille kuuluu se, mistä emme näe jälkiä hänen edeltäjistään, mikä on hedelmällistä ajatusta selittää heijastus- ja taittumislakit häiriön periaatteella. "

Sitten Fresnel keskustelee Newtonin renkaiden tulkinnasta aaltoteorian valossa kykenemättä tekemään päätelmiä. Lopuksi hän palaa alkuperäiseen kysymykseensä vuodelta 1814:

"Tämä värähtelyteoria ja säteiden vaikutus toisiinsa, joka yhdistää jo niin monia erillisiä ilmiöitä Newtonin, eikö sen pitäisi johtaa polarisaation todelliseen selitykseen? " Muistiksi tuleminen

Fresnel kirjoitti 26. lokakuuta Aragolle uutisia käsikirjoituksestaan: ”Haluaisin tietää, mikä mielipiteesi sinulla on siitä. Äänenne on se, josta olen kunnianhimoisin. " Yhteenvetona muistelmansa päälinjoista hän kirjoittaa, että on todennäköistä, että värähtely- ja häiriöteorian " on myös johdettava tyydyttävään selitykseen kaksinkertaisesta taittumisesta ja polarisaatiosta. Tämä on tällä hetkellä tutkimukseni aihe. " Lopuksi hän pyytää Aragoa lähettämään polarisaatiota koskevan tietotaulukon, jonka Biot on äskettäin julkaissut, jotta hän voisi työskennellä sen parissa.

Arago vastasi 8. marraskuuta:

”Instituutti on määrännyt minua tarkastelemaan väitöskirjaasi valon diffraktiosta. Olen tutkinut sitä huolellisesti ja löytänyt siitä suuren määrän mielenkiintoisia kokeita, joista eräitä oli jo tehnyt tohtori Thomas Young, joka yleensä suhtautuu tähän ilmiöön vastaavalla tavalla kuin olet hyväksynyt. Mutta mitä hän eikä kukaan ole nähnyt ennen sinua, on se, että ulommat värilliset nauhat eivät juokse suoralla viivalla, kun siirryt pois läpinäkymättömästä kappaleesta. Tältä osin saamasi tulokset näyttävät minulle erittäin tärkeiltä. Ehkä niitä voidaan käyttää todistamaan aaltoilujärjestelmän totuus niin usein, ja niin heikosti vastustavat fyysikot, jotka eivät olleet vaivautuneet ymmärtämään sitä. Voit luottaa innokkuuteni esittämään kokemuksesi: siitä johdettu seuraus on niin vastakkainen muodikkaalle järjestelmälle, että minun on odotettava paljon vastaväitteitä ” .

Arago lopettaa kirjeensä kannustamalla häntä olemaan hajallaan: "En lähetä sinulle tällä postilla tietoja, joita kysyt minulta polarisoitumisilmiöistä, jotta muut tutkimukset eivät saisi sinua luopumaan diffraktiosta, jonka haluan tuhannesta syystä nähdään vielä muutaman päivän ajan. "

Uusia kokemuksia Pariisissa Aragon kanssa

Fresnel palasi Pariisiin helmikuussa 1816 tekemään uusia kokemuksia Aragosta. Yksi niistä ilmoitetaan 26. helmikuuta 1816 instituutin kokouksessa muodossa "Huomautus merkittävästä ilmiöstä, joka havaitaan valon diffraktiossa". Tässä artikkelissa Arago raportoi langan diffraktiokokeen, jossa Fresnelin ennusteen mukaan sisäiset reunat siirtyvät, jos esteen yhdeltä puolelta tulevat säteet kulkevat ohuen lasilevyn läpi. Fresnel johti tähän ilmiöön oikein siihen, että valon nopeus on hitaampi lasissa kuin ilmassa.

Ensimmäisen diffraktiota käsittelevän väitöskirjan lopullinen versio

Lopuksi, korjattu ja rikastettua versio esitellään Academy Arago, 25. maaliskuuta 1816. oikeutetuille levymuistista diffraktion valon, jossa erityisesti tarkastellaan ilmiö värillisiä hapsut esittämä varjot elinten valaistaan valopilkku, se julkaistiin Annales de Chimie et de Physique -lehdessä maaliskuussa 1816 (julkaistu toukokuussa) , jonka Arago tuli äskettäin toisena päätoimittajana. Se toistetaan Teoksissa nimellä Deuxieme Mémoire.

Ensimmäiseen Akatemialle talletettuun käsikirjoitukseen verrattuna julkaisussa on paljon kokeita ja mittauksia, jotka tehtiin Pariisin Aragon kanssa punaisella yksivärisellä valolla ( nm). Fresnel yrittää selittää kuinka valo taipuu esteen reunalla? Muuttuisiko valonsironta reunan kaarevuuden mukaan? ”Tätä ei tapahdu herkällä tavalla, ainakin varjon läheisyydessä, koska partakoneen takaosa ja reuna antavat yhtä loistavia reunoja. Luonnollisin hypoteesi on, että kehon molekyyleistä, joihin tuleva valo asettaa värähtelyn, tulee uusien aallotusten keskuksia. » Hän lähestyy Huygensin toissijaisten aaltojen käsitystä, jota hän lainaa ensimmäistä kertaa. ${\ displaystyle \ lambda = 623}$

Fresnel huomauttaa, että "säteet, joiden värähtelyjen epäsuhtaisuus on peittänyt, tulevat sitten taas valaiseviksi siinä polun osassa, jossa aaltoilut ovat sopusoinnussa, ja että siten he voivat palata loistoonsa menettäneet hetkellisesti. " Aaltohäiriön tulos on ohimenevä ja lokalisoitu avaruudessa ja ajassa. Aallot jatkavat matkaa, päällekkäin, jos emme pysäytä niitä havainnointinäytöllä.

Maaliskuussa Fresnelillä oli jo kilpailijoita: Biot esitteli diffraktiota käsittelevän väitöskirjan, jonka hän kirjoitti oppilaansa Claude Pouilletin kanssa , väitöskirjan, jossa väitettiin, että diffraktiohermojen, kuten Newtonin renkaidenkin, säännöllisyyden on liityttävä Newtonin "säätöihin". Mutta mielenosoitus ei ole tiukka, ja Pouilletista itsestään tulee yksi ensimmäisistä aaltoteorian puolustajista.

Täydennys ensimmäiseen diffraktiota koskevaan väitöskirjaan

Kolme viikkoa ensimmäisen muistelmansa lähettämisen jälkeen, 10. marraskuuta, Fresnel (joka on edelleen Mathieussa) lähettää Akatemialle täydennyksen ensimmäiseen muistiinpanoon valon diffraktiosta .

Säleiden diffraktio

Hän huomauttaa erityisesti, että jos kiillotettu pinta sisältää naarmuja, se hajoaa eikä heijasta valoa. Harkintasääntöjä ei sovelleta. Jotta kahden hyvin lähellä olevan yhdensuuntaisen säteen aallot laskisivat yhteen, polkueron on oltava yhtä suuri kuin yksi aallonpituus, ts.

{\ displaystyle a \ sin ia \ sin r = n \ lambda}

i on tulokulma, r, heijastuskulma (tässä hajonta) ja n, kokonaisluku. Heijastuskulma riippuu siis väristä. Jos pintaan syövytetään suuri määrä yhtä kaukana olevia naarmuja , valo sirontaa eri väreillä "riveihin samassa järjestyksessä kuin aurinkospektri". " Joten Fresnel keksi diffraktiosäleikön, jonka vuosia myöhemmin löysi hänen aikalaisensa ja kaverinsä baijerilainen Joseph von Fraunhofer, joka kuoli vuotta ennen häntä ja hänen tapaansa tuberkuloosiin. Muistiinpanossaan hän kertoo myös havainnoistaan valon diffraktiosta siirtymällä kankaan kuitujen läpi. $klo$

Newtonin renkaat

Tummat renkaat toistetaan sitten jokaisella alueella, jossa tasopeilin ja meniskin välinen etäisyys on yhtä suuri kuin puoli aallonpituuden kokonaisluku, mikä aiheuttaa polkueroja (ulospäin ja paluu) yhtä suuri kuin kokonaislukumäärä pituuksia d '. Tämän teorian avulla hän selittää täydellisesti Newtonin tekemän tiedon. Sitten hän osoittaa, että teoria selittää läpikuultavien renkaiden käänteisen ulkonäön: missä on varjo heijastuksella, siellä valo on läpäisyllä. Kaksoisheijastus tuo tosiaankin kaksi vaiheenmuunnosta, mikä saa suoraan välitetyn aallon (BB ') ja kahdesti heijastuneen aallon (r3) vaihesiirtymään yhdellä aallonpituudella, siis sopimuksella. Fresnel esittelee tulkintansa värillisten renkaiden muodostumisesta aaltoteorian avulla. Muistakaamme, että Newtonin renkaat muodostuvat, kun hyvin kuperasti kaareva tasokupera linssi lepää tasomaisella lasidiodopterilla. Normaalissa esiintyvyydessä heijastuksen avulla tummien renkaiden on vastattava kahden aallon lisäystä, jotka on siirretty puolella aallonpituudella, toisin sanoen ensimmäisen rajapinnan (r1) heijastaman aallon peruuttamiseen toisen heijastaman aallon rajapinta (r2). Keskellä, joka näyttää pimeältä, linssin heijastama aalto häiritsee tasopeilin heijastamaa aaltoa. Koska kuljetun reitin ero on nolla, se tarkoittaa, että toinen heijastuksista aiheuttaa vaiheen kääntämisen. Fresnel myöntää, että hän ei tiedä onko se ensimmäinen vai toinen, mutta hän vahvistaa, että ilmiö tapahtuu ja että hän selittää renkaiden aiheuttamat häiriöt.

Fresnel selittää myös renkaiden jakautumisen lain vino esiintyvyys. "Täten renkaan vinosuuntaisen heijastavan ilmatilan paksuus on yhtä suuri kuin ilmatilan, joka heijastaa samaa rengasta kohtisuoraan sen pintaan nähden, jaettuna ilmaan tulevan kulman kosinilla. " Ja jälleen kerran, se sopii täydellisesti Newtonin tekemien laskelmien ja mittausten välille.

Ensimmäisen tutkielman täydennyksen julkaiseminen

24. toukokuuta 1816 Fresnel kirjoitti (ranskaksi) Youngille ja myönsi, että suuri osa hänen muistelmastaan ei ollut alkuperäinen.

Täydennysosa ensimmäinen memoir diffraktion valon esiteltiin akatemian 15. heinäkuuta 1816 Arago. Fresnel aloittaa esittämällä ja kumoamalla Newtonin hypoteesit värillisillä renkailla. Sitten hän esittelee oman tulkintansa ilmiöstä sellaisena kuin se selitettiin yllä ja jonka hän tiivistää:

"On paljon luonnollisempaa olettaa, että tasolasin heijastamat säteet muuttavat linssin toisen pinnan palauttamia säteitä, jotka vahvistavat toisiaan, kun tärinät sopivat yhteen ja tuhoavat toisiaan tai ainakin heikkenevät. paljon, kun niiden tärinää vastustetaan. Täten valonsäteiden vaikutus toisiinsa, mikä ilmenee diffraktioilmiöistä, näkyy myös värillisillä renkailla. "

Fresnel selittää, miksi hänen värillisiä renkaita koskevaa mielenosoitustaan ei julkaistu ensimmäisessä muistiossa:

"Herra Arago ilmoitti minulle, että tohtori Young oli jo antanut saman selityksen ilmiölle jo pitkään. Koska se on vähän tiedossa, ajattelin, että oli hyödyllistä esitellä se uudelleen tässä toisessa muistiossa, jossa ehdotin värähtelyjärjestelmän etujen tuntemista vertaamalla sitä Newtonin järjestelmään. Lisäksi minulla on joitain uusia selityksiä lisätä tähän teoriaan, ja se, mitä juuri sanoin, oli välttämätöntä heidän älykkyytensä kannalta. "

Sitten hän raportoi kahdesta uudesta kokeesta ja uudesta teoreettisesta lähestymistavasta: diffraktio valovälillä, interferenssi, joka saadaan kahden peilin valoverhon kuvilla ja diffraktio pienellä läpinäkymättömällä esineellä.

Kaksoispeilikokeilu

Fresnel kuvaa kaksoispeilin ( Fresnel-peilit) kokemusta, joka käsittää kaksi vierekkäistä tasapeiliä, jotka muodostavat hieman alle 180 ° kulman, joiden kanssa se tuottaa häiriökuvan kahdesta virtuaalisesta kuvasta samasta rakolähteestä. Kaksoisrakoinen koe vaati ensimmäisen lähteen rakon sen varmistamiseksi, että molempiin rakoihin tuleva valo oli tasaista. Fresnel-laitteessa ylläpidetään yksi ainoa rako ja kaksi toissijaista rakoa korvataan kaksoispeilillä, jolla ei ole fyysistä samankaltaisuutta kaksoisrakojen kanssa ja joka kuitenkin suorittaa saman tehtävän. Tämä tulos, jonka Arago oli ilmoittanut maaliskuun Annales-lehdessä, teki vaikeaksi uskoa, että kaksoisrakoisella tuloksella oli mitään tekemistä rakojen kanssa, joita aukkojen reunat taipuivat (mikä oli Newtonin teoria).

Kevyen raon diffraktiokuvio

Fresnel toistaa Biotin ilmoittaman kokeen valon diffraktiosta kapean raon läpi . Hän ei löydä samaa ja löytää reunan jakautumisen lain. Se kutsuu b etäisyydeksi rakosta (tai kalvosta) havainnointinäyttöön, c, raon leveydestä ja λ, aallonpituudesta.

”Kahden peräkkäisen kaistan tummimpien pisteiden välinen etäisyys keskivalon välistä oikealle tai vasemmalle otettuna oli yhtä suuri kuin bλ / c tai ainakin erosi siitä vähän. Keskivälin osalta huomasin, että se vaihteli kahden rajan bλ / c ja 2bλ / c välillä lain mukaan, jota en ole vielä pystynyt määrittämään. Kun kalvo on hyvin kapea ja sen varjo otetaan vastaan huomattavalla etäisyydellä, keskiväli on aina lähes kaksinkertainen muihin väleihin. " Diffraktiomekanismit

"Löydämme ensimmäistä kertaa tässä muistiossa paljastetut diffraktioiden todelliset mekaaniset syyt, mutta kirjoittaja ei ollut vielä tuolloin onnistunut ratkaisemaan kaikkia vaikeuksia, joita teoria esitti sovellettaessa ilmiöihin" . (Émile Verdetin huomautus)

Sisäreunukset

Fresnel tutkii, mitä tapahtuu aaltorintamassa lähellä AF-esteen reunaa (kuva 7). Se kääntää geometrisen rakenteensa kuvaan 1 nähden. A ei ole enää piste, josta mitataan etäisyydet havaintopisteeseen Q. Pisteestä Q mitataan etäisyydet esteen reunaan. Se jäljittää säteet QA, QC = QA + λ / 2, QD = QA + 2λ / 2, QE = QA + 3λ / 2 ... jotka rajaavat alueet aaltorintaman pinnalla, Fresnel-alueet . Hän huomaa, että valokaaren AC-säteet ovat vaiheen vastakkaisia kaari-CD: n tulevien säteiden kanssa. Siksi niiden tulisi neutralisoida suurelta osin toisiaan. Mutta valokaaren CD-säteet ovat itse vaiheen ulkopuolella kaaren DE säteillä. Ja niin edelleen kulkiessasi aaltorintamaa AE: n ulkopuolelle.

Fresnel päättelee tästä, että kaikki Q: han saapuvat ja aaltorintamalta tulevat säteet neutraloidaan, lukuun ottamatta AC-kaarelta tulevia säteitä: "Lukuun ottamatta tätä äärimmäistä kaarta, suoran aallon jokainen osa on mukana. Kahden muun välillä tuhota viistot säteet, joita sillä on taipumus tuottaa. Siksi kaaren AC keskipistettä B on pidettävä pisteessä Q tuntuvien aaltoilujen pääkeskuksena . Hän katsoo, että säde QB, jota hän kutsuu teholliseksi säteeksi, on pituudeltaan QA + λ / 4, mikä tarkoittaa, että päinvastoin kuin hän väittää, se ei ole tiukasti kaaren AC keskellä. Hän päättelee päättelynsä väittämällä, että pistettä B on pidettävä pisteeseen Q saapuvien säteiden todellisena alkuperänä. Ja että säteiden alkuperä on otettava piste G eikä piste F lähde esteen toiselta puolelta. Nämä näkökohdat eivät muuta hänen ensimmäisessä opinnäytetyössään esitettyjä sisäisiä hapsupaikan laskelmia, koska optisia polkuja lisätään samalla arvolla (λ / 4) molemmin puolin.

Ulommat hapsut

"Todistaisimme samanlaisella päättelyllä, että kun säteet taipuvat varjon ulkopuolelle, tehollinen säde on lyhyempi neljänneksellä aallosta kuin se, joka poistuisi kehosta. » Siten varjon ulostulossa kahden tehokkaan säteen PB ja PG välinen polkuero kasvaa nopeammin kuin kahden säteen PA ja PF välinen etäisyys ja tietyllä etäisyydellä varjon rajasta saavutettu polkuero λ / 2. Ulkoiset reunat eivät kuitenkaan johdu esteen molemmin puolin tulevien aaltojen päällekkäisyydestä, vaan tehokkaan säteen ja suoran säteen päällekkäisyydestä . Polkuero olisi vain λ / 4. Uusi teoria ei toimi uloimpien reunojen kohdalla.

Toinen väitös valon diffraktiosta

Académie des sciences ilmoitti 17. maaliskuuta 1817, että valon diffraktio olisi seuraavan puolivuosittain vuonna 1919 jaettavan Grand Prix de physique -teeman teema. Käsikirjoitusten jättämisen määräajaksi vahvistettiin1 kpl elokuu 1818jotta tuomaristolla on aikaa toistaa ehdotetut kokeet. Vaikka aiheen lauseessa puhutaan säteistä ja taivutuksesta, siinä ei mainita mahdollisuutta toteuttaa aaltoteoria. Arago ja Ampère kannustavat Fresneliä osallistumaan kilpailuun.

Kahden sinimuotoisen toiminnon koostumus

15. tammikuuta 1818 Fresnel vahvisti polarisaatiota käsittelevän artikkelin lisähuomautuksessa valoaaltojen yhtälön sinimuotoisten toimintojen muodossa. Hän laittoi :

{\ displaystyle u = a \, \ sin 2 \ pi (t - {\ frac {x} {\ lambda}}) \,}

Se ottaa huomioon aallonpituuden eli aallonpituuden , mutta näyttää jättävän huomiotta termin taajuus ( ). Pysymällä mahdollisimman lähellä sen ilmaisua, pyydämme: $\alasti$

{\ displaystyle u_ {1} = a_ {1} \, \ sin 2 \ pi ({\ frac {x} {\ lambda}} - \ nu t) \,}

Hän väittää, että saman aallonpituuden aallon yhtälön, joka olisi kuljettu ensimmäistä pidempää polkua, on oltava:

{\ displaystyle u_ {2} = a_ {2} \, \ sin 2 \ pi ({\ frac {x + d} {\ lambda}} - \ nu t)}

Kanssa , polku ero aalto 2 suhteen aalto 1. $d$

Hän huomauttaa, että kun d = λ / 4, kahdella aallolla on kohtisuorat asennot, ts. Ne ovat vaiheen ulkopuolella π / 2: lla ja että kahden aallon tulos voidaan laskea kahden kohtisuoran voiman tuloksena. Kun d on mielivaltainen, "aalto, joka syntyy kahden muun samanaikaisuudesta riippumatta niiden suhteellisesta sijainnista, reagoi tarkasti sen intensiteetistä ja tilanteesta kahden voiman tulokseen, joka on yhtä suuri kuin kahden valonsäteen voimakkuus, ja tekemällä niiden väliin kulma, joka on koko kehällä, kun aallonpituuden erottava väli on aallotuksen pituinen " .

Vektorien käsitettä ei vielä ollut olemassa. Sen menetelmää kutsutaan jäljempänä Fresnel-vektorien menetelmäksi . Hän ehdottaa kunkin vektorin hajottamista sen ortogonaalikomponenteiksi, jotka viitataan suorakulmaiseen koordinaatistoon, jonka abscissa-akselia kantaa suora aalto edustava vektori.

Diffraktio suoralla reunalla

Tämän menetelmän tuntemus oletetaan 19. huhtikuuta 1818 päivätyssä ja 20. huhtikuuta päivätyssä alustavassa huomautuksessa, jossa Fresnel hahmottaa alkeisdiffraktioteorian, kuten se on tänään kuvattu fysiikan oppikirjoissa. Hän muotoilee uudelleen Huygens-periaatteen yhdessä päällekkäisyyden periaatteen kanssa väittäen, että aaltorintaman jokaisessa pisteessä oleva tärinä on niiden värähtelyjen summa, jotka lähetettäisiin siihen pisteeseen siinä hetkessä aaltorintaman kaikkien elementtien avulla. sen kaikkien aikaisempien kantojen mukaan kaikki elementit toimivat erikseen Huygens-Fresnel-periaatteen mukaisesti . Jos aaltorintama on osittain peitetty aikaisemmassa paikassa, summa on tehtävä koko peittämättömälle osalle. Kaikissa muissa kuin ensisijaisen aaltorintaman normaalissa suunnassa toissijaiset aallot heikentyvät kallistumalla ja heikentävät edelleen tuhoavat häiriöt, joten pelkän kallistuksen vaikutus voidaan jättää huomioimatta. Suoran reunan diffraktiolle voimakkuus etäisyyden funktiona geometrisen varjon reuna voidaan sitten ilmaista riittävän tarkasti ns. normalisoiduilla Fresnel-integraaleilla :

{\ displaystyle C (x) = \! \ int _ {0} ^ {x} \! \ cos {\ iso (} {\ tfrac {1} {2}} \ pi z ^ {2} {\ iso) } \, dz}

{\ displaystyle S (x) = \! \ int _ {0} ^ {x} \! \ sin {\ big (} {\ tfrac {1} {2}} \ pi z ^ {2} {\ iso) } \, dz \,.}

Sama huomautus sisältää integraalitaulukon, jonka yläraja on 0–5,1 0,1: n välein, laskettuna keskimääräisellä virheellä 0,0003, ja pienempi taulukko saadun intensiteetin maksimista ja minimista.

Hänen Mémoire sur la diffraktio de la lumière jätetty 29. heinäkuuta 1818, jossa on Latinalaisen epigraph Natura simplex et fecunda (Nature on yksinkertainen ja hedelmällinen), Fresnel lisää hieman kaksi taulukkoa muuttamatta nykyisiä lukuja, lukuun ottamatta korjausta ensimmäinen intensiteetin minimi. Täydelliseksi hän ryhtyy ratkaisemaan häiriöongelmaa, jossa hän käsittelee sinimuotoisten toimintojen päällekkäisyyttä kuten vektorien lisäämistä. Hän tunnistaa toissijaisten lähteiden suunnan ja niiden etäisyyksien vaihtelun havainnointipisteestä lähinnä selittääkseen, miksi näillä parametreillä ei ole juurikaan merkitystä edellyttäen, että toissijaisten aaltojen eteneminen ei ole taaksepäin. Sitten hän soveltaa häiriöteoriansa toissijaisiin aaltoihin ja ilmaisee näytön suoraviivaisen reunan hajottaman valon voimakkuuden integraaleina, jotka sisältävät laitteen mitat, mutta jotka voidaan normalisoida kuten aiemmin. Integraaleihin liittyen hän selittää valon voimakkuuden maksimien ja minimien (ulkoreunat) laskemisen ja korostaa, että intensiteetti laskee hyvin nopeasti, kun menemme kohti geometrista varjoa. Viimeinen tulos, kuten Olivier Darrigol sanoo , osoittaa suoran lineaarisen valon etenemisen todistamisen aaltoteorian puitteissa, mikä on ensimmäinen todiste siitä, että nykyaikainen fysiikka hyväksyy edelleen.

Laskelmien kokeelliseen tarkistamiseen Fresnel käyttää punaista valoa, jonka aallonpituuden (638 nm) hän päättelee laitteen diffraktiokaaviosta, jossa sylinterimäinen linssi kohdistaa yksittäiseen rakoon tulevan valon. Vaihtelemalla etäisyyttä lähteestä esteeseen ja esteestä havaintopisteeseen se vertaa laskettuja arvoja ja havaittujen reunojen sijainteja, jotka saadaan puolitasotasolla, rakolla, kapealla kaistalla kohdentamalla minimien sijainnista, helpompi paikantaa kuin kevyet maksimit. Kolikkopelissä ja bändissä hän ei voi käyttää aikaisemmin asettamiaan maksimi- ja minimitaulukoita. Jokaisen ulottuvuusyhdistelmän osalta intensiteetti tulisi ilmaista Fresnel-integraalien summina tai eroina ja laskea integraalitaulukosta. Äärimmäisyydet on laskettava uudelleen. Laskettujen sijaintien ja havaittujen positioiden väliset erot olivat alle 1,5%.

Opinnäytetyönsä loppupuolella Fresnel tiivistää erot Huygensin ja hänen toissijaisten aaltojen käytön välillä: Huygens sanoo, että valoa on vain siellä, missä toissijaiset aallot sopivat, Fresnel sanoo, että täydellinen pimeys on vain siellä, missä toissijaiset aallot tuhoutuvat.

Fish Spot

Kilpailun tuomaristo koostuu Laplaceista , Biotista ja Poissonista (kaikki hallitsevat Newtonin korpuskulaariteoriaa), Gay-Lussacista (neutraali) ja Aragosta, joka lopussa kirjoittaa tuomariston raportin. Vaikka huomautukset ovat periaatteessa nimettömiä, Fresnelin raportti oli tunnistettavissa sen sisällön perusteella. Joka tapauksessa oli vain yksi muu lähetys, josta käsikirjoitus tai kirjoittaja eivät jättäneet jälkiä. Tämän muun lausunnon olemassaolo mainitaan vain tuomariston viimeisessä kappaleessa ja osoittaa, että kirjoittaja jättää huomiotta Youngin ja Fresnelin aikaisemman työn, käyttää riittämättömän tarkkoja havainnointimenetelmiä, laiminlyö tiettyjä asioita ja tekee virheitä. Kun sanat John Worrall , "Kilpailu päin Fresnelin tuskin ollut lievempi . " Tästä voidaan päätellä, että tuomaristolla oli kaksi vaihtoehtoa: antaa palkinto Fresnelille tai olla jakamatta sitä.

Tuomariston kokeet kesti seuraavaan vuoteen. Silloin Poisson käytti hyväkseen tapausta, jossa Fresnelin teoria antoi helpot integraalit, että teoria ennusti valopisteen olemassaolon pistelähteellä valaistun pienen levyn projisoidun varjon keskellä. Tämä näytti olevan järjetön todiste siitä, että Fresnelin teoria oli väärä. Aragon, kiehtonut Poissonin esittely, suoritti kokeen läpikuultamattomalla , halkaisijaltaan 2 mm : n kiekolla ja havaitsi, että varjon keskelle ilmestyi todellakin valopiste .

Tuomaristo myönsi yksimielisesti pääpalkinnon muistelmille, joissa oli Natura simplex et fecunda -palkinto Akatemian istunnossa 15. maaliskuuta 1819. Ilmoituksen jälkeen istunnonjohtaja avasi muistion mukana olevan sinetöidyn kirjekuoren ja paljasti, että kirjoittaja oli Augustin Fresnel. Tulos ilmoitettiin virallisesti julkisessa Akatemian kokouksessa viikkoa myöhemmin, 22. maaliskuuta.

Aragon todentaminen Poissonin vasta-intuitiivisesta ennustuksesta on mennyt historiaan myöntämispäätöksen perustana. Tätä tapaa nähdä asioita ei vahvisteta tuomariston raportissa, jossa omistetaan vain kaksi virkettä viimeisen kappaleen jaksolle. Raportin painetussa versiossa viitataan myös muistiinpanoon (E), mutta tämä muistio liittyy tutkimukseen, joka tehtiin "päätöksen" jälkeen. Kipniksen mukaan Poissonin täplän ja sen täydennyksen (pyöreän aukon projisoiman valopisteen keskipiste) todellinen merkitys on, että se koskee reuna- alueiden voimakkuuksia , kun taas Fresnel-mittaukset koskevat reuna- alueiden sijaintia . Mutta kuten Kipnis huomauttaa, tätä asiaa käsiteltiin vasta palkinnon myöntämisen jälkeen.

Fresnelin voitto ei muuttanut Laplace, Biot ja Poisson välittömästi aaltoteoriaksi ainakin kolmesta syystä:

Ensinnäkin Fresnel-integraalit oli mahdollista tulkita säännöiksi valonsäteiden yhdistämiseksi . Arago jopa kannusti tätä tulkintaa, todennäköisesti minimoidakseen vastustuksen Fresnelin ideoille. Jopa Biot alkoi opettaa Huygens-Fresnel-periaatetta sitoutumatta aaltoteoriaan.
Toiseksi Fresnelin teoria ei todellakaan selittänyt mekanismia toissijaisten aaltojen muodostumisen takana tai miksi niillä oli merkittävä kulmasironta. Tämä vaivasi Poissonia erityisesti.
Lopuksi kysymys, jota eniten kiinnostuneet optiset fyysikot tuolloin eivät olleet diffraktio, vaan valon polarisaatio, ilmiö, jolla Fresnel työskenteli, mutta ei vielä kyennyt antamaan selitystä.

Polarisaatio

Historia

Vuonna 1669 tanskalainen Rasmus Bartholin huomasi, että islantilaisen sparrin ( läpinäkyvä kalsiitti ) kide antoi kaksinkertaisen kuvan tekstistä, johon se asetettiin. Tutkijat ovat kiinnostuneita tämän mineraalin outoista optisista ominaisuuksista. Christiaan Huygens tutki heitä huolellisesti ja julkaisi havaintonsa valokäsitteessään vuonna 1690. Newton kutsuu polarisaatioksi valon kykyä antaa kaksi sädettä tietyissä olosuhteissa ikään kuin valoa houkuttelisi yhteen tai toiseen suuntaan . Polarisoidun valon arvoitus säilyi ennallaan vuosisadan ajan, kunnes Étienne Louis Malus teki satunnaisen löydön.

Vuonna 1808 Malus huomasi Pariisin Luxemburgin palatsia kalsiittikiteiden läpi huomaten, että ikkunoiden heijastama auringonvalo sammuu enemmän tai vähemmän kiteen suunnasta riippuen. Hän päättelee tästä, että valon heijastuminen läpinäkyvän rungon pinnalle aiheuttaa sen polarisaation. Malus ylläpitää Newtonin käsityksiä valon luonteesta. Polarisaation tulkitsemiseksi se lisää suuntautuneen merkin valomolekyyleihin , satunnaisen orientaation tasoon, joka on kohtisuorassa etenemissuuntaan.

Vuonna 1811 Arago löysi polarisaatiotason pyörimisen. Kun heijastavan polarisoidun valonsäteen ohitetaan ohuen, sopivasti leikatun kvartsilevyn läpi, polarisaation suunta pyörii kulmassa etenemisakselin ympäri. Seuraavana vuonna Biot korostaa kvartsilevyjen polarisaatiotason kiertoja, jotka toisinaan kääntyvät (oikealle), toisinaan käännetään (vasemmalle). Vuonna 1815 hän havaitsi, että liuenneet orgaaniset kappaleet voivat myös aiheuttaa polarisaatiotason pyörimisen. Sama ilmiö tapahtuu, kun polarisoitunut valo kulkee kaasujen ( tärpättibensiinihöyryn ) läpi.

Vuonna 1815 David Brewster otti Maluksen työn (kuoli vuonna 1812). Hän tutkii polarisaatiota heijastamalla yksityiskohtaisesti. Se määrittää polarisaatiokulman tai Brewsterin kulman , toisin sanoen kulman, jossa heijastuvat säteet ovat täysin polarisoituneita. Tässä kulmassa taittuneet säteet muodostavat suorakulman heijastuneisiin säteisiin nähden ja polarisoituvat kohtisuoraan heijastuneiden säteiden suuntaan.

Polarisoitu valohäiriö - kromaattinen polarisaatio (1816–1821)

Fresnel kirjoitti 28. joulukuuta 1814 päivätyssä kirjeessään: ”En tiedä, mitä tarkoitetaan valon polarisoinnilla. Rukoile, setäni M.Mérimée, lähettämään minulle teoksia, joissa voin oppia sen. "

Fresnel kertoo 30. elokuuta 1816 kirjoitetussa ja 6. lokakuuta tarkistetussa muistiossa, että kun kaksirenkainen kide tuottaa kaksi kuvaa yhdestä rakosta, se ei voi häiritä kahta sädettä. Aragon ehdottama yleisempi kokeilu osoittaa, että jos kaksi kaksoisrakosta tulevaa sädettä polarisoidaan erikseen, häiriökuva ilmestyy tai katoaa, kun yhden säteen polarisaattoria pyöritetään, mikä antaa täyden häiriön, kun kaksi polarisaattoria ovat yhdensuuntaiset, eikä mitään, kun polarisaattorit ovat suorassa kulmassa. Tämä oli ristiriidassa Biotin "mobiilipolarisaation" hypoteesin kanssa.

Samassa artikkelissa Fresnel teki ensimmäisen viittauksen kromaattisen polarisaation aaltoteoriaan. Kun polarisoitunut valo kulkee kiteisen levyn läpi, se jaetaan kahteen säteeseen, tavalliseen säteeseen ja ylimääräiseen säteeseen, jonka intensiteetit vastaavat Maluksen lakia, jotka ovat kohtisuorassa polarisoituneita eivätkä voi häiritä eivätkä siten aiheuta väriä. Kuitenkin, jos kaksi sädettä kulkee toisen polarisaattorin läpi, niiden polarisaatiot kohdistuvat uudelleen ja ne voivat häiritä. Tämä selitys itsessään ennustaa, että jos analysaattoria käännetään 90 °, tavalliset ja ylimääräiset säteet vaihtavat rooleja siten, että jos analysaattori on kalsiittikiteen muotoinen, dian kahdella kuvalla pitäisi olla sama väri (tämä on uudelleen). Mutta itse asiassa, kuten Arago ja Biot olivat havainneet, ne ovat täydentäviä värejä. Ennusteensa korjaamiseksi Fresnel ehdotti vaiheen käänteissääntöä, jonka mukaan toisen kuvan toisen aallon aallonmuutos olisi 180 ° levyä ylittäessään. Tämä inversio oli teorian heikkous verrattuna Biotiin, kuten Fresnel tunnisti, vaikka sääntö tarkensi, kumpi kuvista oli käänteinen vaihe. Lisäksi Fresnel pystyi selittämään vain erityistilanteita, koska hän ei ollut vielä ratkaissut sinimuotoisten toimintojen päällekkäisyyden ongelmaa millä tahansa vaihesiirrolla johtuen terän etenemisnopeuden eroista.

Hän ratkaisi ongelman "täydennyksellä", joka allekirjoitettiin 15. tammikuuta 1818 (mainittu edellä). Samassa artikkelissa hän muuttaa Maluksen lakia ehdottamalla taustalla olevaa lakia: jos polaroitunut valo sattuu kaksitaajuiseen kiteeseen, jonka optinen akseli muodostaa kulman θ "polarisointitason", tavallisten ja ylimääräisten värähtelyjen kanssa (ajan funktiona) ) säätelevät tekijät ja vastaavasti. Vaikka nykyaikaiset lukijat tulkitsevat nämä tekijät helposti poikittaisen värähtelyn kohtisuorissa komponenteissa, Fresnel ei (vielä) selittänyt niitä tällä tavalla. Joten hän tarvitsi vielä vaiheen kääntösäännön. Hän sovelsi kaikkia näitä periaatteita kromaattisen polarisaation tapaukseen, jota Biotin teoria ei kata, mukaan lukien kaksi peräkkäistä levyä, joiden akselit olivat 45 °: ssa, ja sai aikaan tuloksia, jotka olivat eri mieltä Biotin ennusteiden kanssa, mutta hänen mukaansa. ${\ displaystyle \ cos \ theta}$ $\ sin \ theta$

Fresnel sovelsi samoja periaatteita klassiseen kromaattisen polarisaation tapaukseen, jossa kaksitahoinen levy jaettiin akselin suuntaisesti ja sijoitettiin polarisaattorin ja analysaattorin väliin. Jos analysaattorilla olisi paksun kalsiittikiteen muotoinen akseli polarisaatiotasossa, Fresnel ennusti, että dian tavallisten ja epätavallisten kuvien voimakkuudet olisivat vastaavasti verrannollisia:

{\ displaystyle I_ {o} = \ cos ^ {2} i \, \ cos ^ {2} (i {-} s) + \ sin ^ {2} i \, \ sin ^ {2} (i {- } s) + {\ tfrac {1} {2}} \ sin 2i \, \ sin 2 (i {-} s) \ cos \ phi}

{\ displaystyle I_ {e} = \ cos ^ {2} i \, \ sin ^ {2} (i {-} s) + \ sin ^ {2} i \, \ cos ^ {2} (i {- } s) - {\ tfrac {1} {2}} \ sin 2i \, \ sin 2 (i {-} s) \ cos \ phi}

missä on alkupolarisaatiotason ja dian optisen akselin välinen kulma , on kulma alkuperäisen polarisaatiotason ja lopullisen tavallisen kuvan polarisaatiotason välillä ja on ylimääräisen aallon vaiheviive verrattuna tavalliseen aaltoon terän läpi etenemisajan eron vuoksi. Termit ovat taajuudesta riippuvia termejä ja selittävät, miksi terän on oltava ohut havaittavien värien tuottamiseksi: jos terä on liian paksu, kiertää liian monta jaksoa, koska taajuus vaihtelee näkyvässä spektrissä ja silmä (joka jakaa näkyvän spektrin) vain kolmelle kaistalle (vastaavat kolmea kartiotyyppiä), eivät pysty ratkaisemaan jaksoja. $i$ $s$ $\ phi$ $\ phi$ ${\ displaystyle \ cos \ phi}$

Näistä yhtälöistä on helppo varmistaa, että kaikessa niin, että värit täydentävät toisiaan. Ilman vaiheen kääntösääntöä toisen yhtälön viimeisen termin edessä olisi plusmerkki, jotta riippuva termi olisi sama molemmissa yhtälöissä, mikä merkitsisi (väärin), että värit olivat identtisiä. ${\ displaystyle \, I_ {o} + I_ {e} = 1 \,}$ $\ phi$ $\ phi$

Nämä yhtälöt sisällytettiin päivämäärättömään muistiinpanoon, jonka Fresnel oli antanut Biotille, johon Biot lisäsi muutaman rivin kädestään. Yllä olevassa tekstissä φ on lyhenne sanoista 2 π ( e - o ) Fresnelissä, missä e ja o ovat ylimääräisten ja tavallisten säteiden kulkemien jaksojen lukumäärä levyn ylittäessä. Jos korvaamme

{\ displaystyle U = \ cos ^ {2} {\ tfrac {\ phi} {2}}}

{\ displaystyle A = \ sin ^ {2} {\ tfrac {\ phi} {2}} \ ,,}

Sitten Fresnel-kaavat voidaan kirjoittaa uudelleen

{\ displaystyle \! I_ {o} = U \ cos ^ {2} s + A \ cos ^ {2} (2i-s)}

{\ displaystyle I_ {e} = U \ sin ^ {2} s + A \ sin ^ {2} (2i-s)}

jotka eivät ole mitään muuta kuin vuoden 1812 Biotin empiirisiä kaavoja, paitsi että Biot tulkitsi ja "vaikuttamattomina" ja "vaikuttaneina" dian tapahtuneista säteistä. Jos Biotin substituutiot olivat oikeita, ne merkitsisivät, että hänen kokeelliset tulokset selittivät paremmin Fresnelin teoria kuin hänen. $U$ $AT$

Arago lykkäsi Fresnelin kromaattista polarisaatiota koskevan työn julkaisemista kesäkuuhun 1821, jolloin hän käytti sitä maailmanlaajuiseen hyökkäykseen Biotin teoriaa vastaan. Kirjallisessa vastauksessaan Biot vastusti Aragon hyökkäystä, joka ylitti Fresnelin paperin päätavoitteen. Mutta Biot myös ilmoitti, että korvaaminen ja , ja siksi, että Fresnel ilmaisuja ja olivat empiirisesti väärä, koska kun voimakkuudet Fresnelin spektriväreihin määriteltiin mukaan Newtonin sääntöjen kosini ja sini neliöidystä vaihteli liian hitaasti. Tilille havaitun värisekvenssin mukaan. Tämä väite sai kirjallisen vastauksen Fresneliltä, joka kyseenalaisti värinmuutoksen nopeuden ja totesi, että ihmissilmä ei pystynyt arvioimaan objektiivisesti näitä värivaihteluita. Fresnel huomautti myös, että eri tarkkailijat voisivat antaa saman nimen eri nimille. Lisäksi hän väitti, että yksi tarkkailija voi verrata vain värejä vierekkäin, ja että vaikka hän arvioi värit yhtä suuriksi, se on aistimisen identiteetti, ei välttämättä koostumus. Biot jätti vastaamatta Fresnelin vanhimpaan ja vahvimpaan väitteeseen, jonka mukaan ohuisiin kiteisiin sovelletaan samaa lakia kuin paksuihin kiteisiin eivätkä ne vaadi tiettyä teoriaa. Näyttää siltä, että Arago ja Fresnel voittivat keskustelun. $U$ $AT$ $I_ {o}$ ${\ displaystyle I_ {e},}$

Tähän mennessä Fresnel oli löytänyt uuden, yksinkertaisemman selityksen kromaattisen polarisaation yhtälöille.

Poikittaiset aallot (1821)

Fresnel mainitsee 30. elokuuta 1816 käsikirjoituksessa kaksi hypoteesia, joista toinen johtuu Ampèrestä, joiden mukaan kohtisuoraan polarisoituneiden säteiden häiritsemisen mahdottomuus voitaisiin selittää, jos valoaallot olisivat osittain poikittaisia. Mutta Fresnel ei voinut kehittää näitä ideoita kattavaksi teoriaksi. Jo syyskuussa 1816 hän tajusi, että ortogonaalisesti polarisoitujen säteiden häiritsemättömyys ja kromaattisen polarisaation vaiheen inversiosääntö selitettäisiin helpommin, jos aallot olisivat täysin poikittain. Ampèrellä oli sama idea. Mutta tämä herätti toisen vaikeuden: koska luonnollinen valo näytti polarisoitumattomalta ja siksi sen aallot näyttivät pitkittäisiltä, oli tarpeen selittää, kuinka värähtelyn pitkittäiskomponentti katosi polarisaatiossa ja miksi se ei ilmestynyt uudelleen, kun polaroitunut valo heijastui tai taittui vinosti. lasilevy.

Itsenäisesti Young kirjoitti Aragolle 12. tammikuuta 1817: Poikittainen tärinä muodostaisi polarisaation, ja jos kaksi pitkittäistä aaltoa ylittäisi riittävässä kulmassa, he eivät voineet kumota toisiaan jättämättä jäljellä olevaa poikittaista tärinää. Young julkaisi ajatuksensa Encyclopædia Britannican liitteenä helmikuussa 1818, jossa hän lisäsi, että Maluksen laki selitettäisiin, jos polarisaatio koostuisi poikittaisesta tärinästä.

Fresnel, hänen omien sanojensa, ei luultavasti ensimmäinen epäillä, että valonsäteet olisi poikittainen komponentti , tai että polarisoitunut aallot olivat yksinomaan poikittainen. Ja juuri Young, ei Fresnel, julkaisi ensimmäisenä ajatuksen siitä, että polarisaatio riippuu poikittaisen aallon orientaatiosta. Mutta nämä epätäydelliset teoriat eivät olleet onnistuneet sovittamaan yhteen polarisaation luonnetta polarisoimattoman valon ilmeisen olemassaolon kanssa. Fresnelille olemme velkaa teorian loppuunsaattamisen.

Huomautuksessa, että Buchwald on peräisin kesältä 1818, Fresnel viihdyttää ajatusta siitä, että polarisoimattomilla aalloilla voi olla sama energia ja sama kaltevuus, suuntaukset jakautuvat tasaisesti etenemisakselin ympäri ja että polarisaatioaste olisi -jakauman yhtenäisyys. Kaksi sivua myöhemmin hän toteaa ilmeisesti ensimmäistä kertaa kirjallisesti, että hänen vaiheen kääntösääntönsä ja 90 ° polarisoitujen säteiden häiritsemättömyys selitettäisiin helposti, jos täysin polarisoitujen säteiden värähtelyt olisivat kohtisuorassa aallon normaaliin nähden. , eli puhtaasti poikittainen.

Mutta jos se pystyi selittämään polarisaation puutteen keskittämällä poikittaiset komponentit, sen ei myöskään tarvinnut olettaa pituussuuntaista komponenttia. Riitti olettaa, että valoaallot ovat puhtaasti poikittaisia, siksi aina polarisoituneita siinä mielessä, että niillä on erityinen poikittaissuunta, ja että luonnollisen tai suoran valon polarisoimaton tila johtuu tämän orientaation nopeista ja satunnaisista vaihteluista. Tässä tapauksessa kaksi yhtenäistä osaa polarisoimattomasta valosta häiritsee, koska niiden suuntaukset synkronoidaan.

Ei tiedetä, milloin Fresnel otti tämän viimeisen vaiheen, koska siitä ei ole dokumentaatiota vuosina 1820 tai 1821 (mahdollisesti siksi, että hän oli liian kiireinen kehittämään prototyyppilyhtyään. Cordouanin majakkaan). Mutta ensin hän julkaisi idean sarjasarjassa The Calculus of Tints ... vuosikirjoissa touko-, kesä- ja heinäkuussa 1821. Ensimmäisessä artikkelissa Fresnel kuvasi suoraa (ei-polarisoitunutta) valoa nopeasti.) peräkkäin kaikkiin suuntiin polarisoitunut aaltojärjestelmä ja antoi nykypäivän selityksen kromaattiselle polarisaatiolle, vertailun suhteen polarisaation ja voimien erottelun välillä tasossa, mainitsemalla poikittaiset aallot vain alaviitteessä. Poikittaisten aaltojen käyttöönoton pääargumenttina oli odotettava toista artikkelia, jossa hän paljasti epäilynsä, jonka hän ja Ampère olivat ylläpitäneet vuodesta 1816, ja sen aiheuttamat vaikeudet. Hän jatkaa: "Vasta viime kuukausina, mietiskellessäni asiaa tarkemmin, olen huomannut, että on hyvin todennäköistä, että valoaaltojen värähtelyliikkeet suoritetaan vain näiden aaltojen tason mukaan, joko suoraa valoa tai polarisoitua valoa varten ” . Samassa artikkelissa Fresnel mainitsee Youngin kirjeen Aragolle, päivätty 29. huhtikuuta 1818 (ja kadonnut ennen vuotta 1866), jossa Young ehdotti, että valoaallot saattavat olla analogisia pitkien jousien aaltojen kanssa. Mutta Fresnel ei ollut innostunut analogiasta, koska se ehdotti sekä pitkittäisiä että poikittaisia aaltoja ja sitä oli vaikea sovittaa nestemäisen väliaineen kanssa.

Tämän uuden lähestymistavan mukaan hän kirjoittaa: ”polarisaatio ei koostu poikittaisvärähtelyjen luomisesta, vaan hajottamisesta kahteen suuntaan, jotka ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden, ja erottamalla ne kahteen komponenttiin. "

Vaikka selektiivit vaativat tulkitsemaan Fresnelin diffraktiointegraaleja erillisten, laskettavien säteiden muodossa, he eivät voineet tehdä samaa hänen polarisaatioteoriansa kanssa. Selektivistille säteen polarisaatiotila liittyy orientaatioiden jakautumiseen sädepopulaation välillä, ja tämän jakauman oletettiin olevan staattinen. Fresnelille säteen polarisaatiotila koski siirtymän vaihtelua ajan funktiona. Tämä liike saattoi olla rajoitettua, mutta ei staattista, ja säteet olivat vain geometrisia rakenteita, ei laskettavia esineitä. Käsitteellinen ero aaltoteorian ja selektionismin välillä oli tullut ylitsepääsemätön.

Toinen puhtaasti poikittaisten aaltojen aiheuttama vaikeus oli ilmeinen merkitys siitä, että eetteri oli elastinen kiinteä neste paitsi, että toisin kuin muut elastiset kiinteät aineet, se ei kyennyt välittämään pituussuuntaisia aaltoja. Fresnel pyrki osoittamaan, että poikittaiset aallot eivät olleet järjettömiä, että eetteri oli neste, joka käsitti molekyyliverkon, jonka vierekkäiset kerrokset vastustaisivat liukuvia siirtymiä pisteeseen, jonka yli ne menisivät kohti uutta tasapainoa. Tällainen väliaine, hän ajatteli, käyttäytyisi kiinteänä aineena riittävän pienille muodonmuutoksille, mutta kuin täydellinen neste suuremmille muodonmuutoksille. Pituussuuntaisten aaltojen osalta hän ehdotti lisäksi, että kerrokset tarjosivat verrattomasti suurempaa vastustuskykyä etäisyyden muutokseen kuin liukastumiseen.

”Aaltoteoria oli oletusarvoisesti säästäväinen, mutta sen viimeinen olettamus oli uskollinen. Tämä herra Fresnelin hypoteesi on ainakin hyvin nerokas ja voi johtaa meidät joihinkin tyydyttäviin laskelmiin, mutta sitä tukee olosuhteet, joiden seuraukset ovat hyvin valtavat. Aineet, joilla herra Savart teki kokeitaan, olivat kiinteitä aineita; ja vain kiinteille aineille tällainen sivuttainen vastus on aina annettu. Niin paljon, että jos hyväksymme aaltoteorian elvyttäjän itsensä tekemät erot luennoissaan, voimme päätellä tästä, että valovoimainen eetteri, joka on läsnä kaikissa avaruudessa ja tunkeutuu melkein kaikkeen aineeseen, ei ole vain erittäin joustava, se on myös ehdottoman vankka !!! " ; Jos tämä oletus hyväksytään laajalti, sen selittävän voiman olisi oltava vakuuttava.

Osittainen heijastus (1821)

Calcul des teintes -lehden toisessa osassa (kesäkuu 1821) Fresnel oletti analogisesti ääniaaltojen kanssa, että eetterin tiheys taittuvassa väliaineessa oli kääntäen verrannollinen aallon nopeuden neliöön ja siksi suoraan verrannollinen neliöön. taitekerroin. Heijastusta ja taittumista diopterin pinnalla Fresnel hajotti poikittaiset värähtelyt kahteen kohtisuoraan komponenttiin, jotka nyt tunnetaan nimellä s ja p komponentit, jotka ovat vastaavasti normaalit ja yhdensuuntaiset tulotason kanssa. S on Saksan senkrecht , kohtisuoraan (tasoon esiintyvyys). Komponentille s Fresnel oletti, että kahden väliaineen välinen vuorovaikutus oli analoginen elastisen törmäyksen kanssa. Hän sai kaavan sille, mitä nyt kutsumme heijastavuudeksi : heijastuneen intensiteetin ja tapahtuman voimakkuuden suhde. Ennustettu heijastavuus ei ollut nolla kaikissa kulmissa.

Kolmas osa (heinäkuu 1821) oli lyhyt jälkikirjoitus, jossa Fresnel ilmoittaa löytäneensä mekaanisella ratkaisulla komponentin p heijastuskyvyn , joka ennustaa heijastavuuden olevan nolla Brewsterin kulmassa. Heijastuksen aiheuttama polarisaatio oli nyt hallinnassa sillä ehdolla, että värähtelyn suunta Fresnel-mallissa oli kohtisuorassa Maluksen määrittelemään polarisaatiotasoon (syntyneestä kiistasta katso polarisaatiotaso ). Ajan tekniikka ei mahdollistanut s- ja p- komponenttien heijastavuuden tarkkaa mittaamista Fresnel-kaavojen tarkkuuden kokeellisesta tarkistamisesta kaikissa tulokulmissa. Mutta kaavat voitaisiin kirjoittaa uudelleen niin, että me kutsumme heijastuskerrointa : heijastuneen amplitudin suhde tulevaan amplitudiin. Sitten, jos tulevien säteiden polarisaatiotaso oli 45 ° tulotasosta, heijastuneiden säteiden vastaavan kulman tangentti oli laskettavissa kahden heijastuskertoimen suhteesta, ja tämä kulma voitiin mitata. Fresnel mitasi sen useilla tulokulmilla, lasille ja vedelle, ja mitattujen kulmien ja laskettujen kulmien välinen yhteys oli kaikissa tapauksissa alle 1,5 °.

Fresnel esitti yksityiskohdat "mekaanisesta ratkaisusta" muistelmissaan, joka luettiin Tiedeakatemiassa 7. tammikuuta 1823. Energian säästäminen yhdistettiin rajapinnan "tangentiaalisten" värähtelyjen jatkuvuuteen.

Tuloksena olevat heijastuskertoimien ja heijastuskykyjen kaavat tunnetaan Fresnel-yhtälöinä . Kertoimet s- ja p- polarisaatioille voidaan kirjoittaa:

{\ displaystyle r_ {s} = - {\ frac {\ sin (ir)} {\ sin (i + r)}}}

{\ displaystyle r_ {p} = {\ frac {\ tan (ir)} {\ tan (i + r)}}}

missä ja missä ovat tulo- ja taittokulmat. Nämä yhtälöt tunnetaan vastaavasti Fresnel-siinien laina ja Fresnel-tangenttien lakina. Sallimalla kertoimien olevan kompleksilukuja, Fresnel otti jopa huomioon s: n ja p: n komponenttien erilaiset vaihesiirrot, jotka johtuvat täydellisestä sisäisestä heijastumisesta. $i$ $r$

Tämä menestys innoitti James MacCullaghia ja Augustin-Louis Cauchyä alkuvuodesta 1836 analysoimaan metallien heijastusta Fresnel-yhtälöillä, joilla oli monimutkainen taitekerroin. Samaa menetelmää voidaan soveltaa ei-metallisiin läpinäkymättömiin väliaineisiin.

Pyöreä ja elliptinen polarisaatio. Pyörivä optiikka (1822)

9. joulukuuta 1822 päivätyssä muistiossa Fresnel käyttää sanoja

lineaarinen polarisaatio yksinkertaisessa tapauksessa, jossa värähtelyä edustavat vektorin komponentit ovat vaiheittain tai vaiheittain $\ pi$
pyöreä polarisaatio siinä tapauksessa, että nämä komponentit ovat samanarvoisia ja vaihesiirtyneitä ${\ displaystyle \ pm {\ frac {\ pi} {4}}}$
elliptinen polarisaatio muissa tapauksissa, joissa nämä kaksi komponenttia ovat eriarvoisia, mutta kiinteässä suhteessa ja yhtä vakiona vaihe-erossa.

Sitten hän selittää, kuinka voimme ymmärtää optisen pyörimisen eräänlaisena kaksimurtumana. Lineaarisesti polarisoitu valo voidaan hajottaa kahdeksi vastakkaisiin suuntiin pyörivään pyöreään polaroituun komponenttiin. Jos nämä komponentit liikkuvat hieman erilaisilla nopeuksilla, niiden välinen vaihe-ero ja siten niiden suoraviivan tuloksen polarisaatiosuunta vaihtelee jatkuvasti etäisyyden mukaan.

Nämä käsitteet vaativat polarisoidun ja polarisoimattoman valon eron uudelleenmäärittelyä. Ennen Fresneliä uskottiin, että polarisaatio voi muuttaa suuntaa ja että analysaattorin suurin sammutusteho osoittaa valon polarisaatioasteen. Valon, joka oli muunnettu suoraviivaisesta polarisaatiosta pyöreäksi tai elliptiseksi polarisaatioksi (esimerkiksi kulkemalla kiteisen dian läpi tai kokeneen täydellisen heijastuksen), kuvattiin olevan osittain tai kokonaan depolarisoitunut, koska analysaattori ei enää voinut lukea sitä. . Jälkeen Fresnel, ominaisuudet polarisoidun valon olivat välinen kiinteä suhde sen kanssa kohtisuorassa osien ja jatkuva kulma niiden vaihesiirto. Tällä määritelmällä pyöreä tai elliptisesti polarisoitu valo on täysin polarisoitunut, vaikka sitä ei voida sammuttaa kokonaan analysaattorilla. Käsitteellinen ero separatismin ja aaltoteorian välillä kasvoi edelleen.

Fresnel-rombohedroni (1817–23)

Vuonna 1817 David Brewster huomasi, että polarisoitu valo osittain depolarisoi täydellisen sisäisen heijastuksen, jos se polarisoitiin aluksi terävässä kulmassa tulotasoon nähden. Fresnel löytää tämän vaikutuksen uudelleen ja tutkii sitä sisällyttämällä täydellisen heijastuksen kromaattiseen polarisaatiokokeeseen. Varhaisen kromaattisen polarisaation teoriansa avulla hän huomasi, että ilmeisesti depolarisoitunut valo oli sekoitus komponentteja, jotka olivat yhdensuuntaisia ja kohtisuoria tulotasoon nähden, ja että täydellinen heijastus toi vaihe-eron näiden kahden komponentin välille. Sopivan tulokulman valinta (mutta sitä ei ole vielä määritetty) antaa vaihe-eroksi π / 4. Kaksi peräkkäistä heijastusta kahden vierekkäisen prisman rinnakkaispinnoilla tuottaa vaihe-eron π / 2. Nämä havainnot raportoitiin akatemialle 10. marraskuuta 1817 lähetetyssä muistiossa, joka luettiin istunnossa viisitoista päivää myöhemmin. Päivämääräinen reunaviite osoittaa, että kaksi alkuperäistä kytkettyä prismaa korvattiin myöhemmin yksinkertaisella lasilla, yhdensuuntaisella putkella, joka tunnetaan nimellä Fresnel-romboedri .

Vuonna täydentää tämän muistelmateos, päivästä helmikuuta 1818, joka sisältää menetelmän päällekkäin sinimuotoisen toimintoja ja uudelleenmäärittelyä Malus' oikeuden kannalta amplitudien, Fresnel kuvailee havaintoa, että optinen kierto voidaan toistaa kaksi erillistä prismat, jota seuraa tavallinen kaksitaajuinen levy, joka on leikattu yhdensuuntaisesti akselinsa kanssa ja joka on sijoitettu siten, että sen akseli on 45 °: ssa prismojen heijastustasosta, ja sitä seuraa toinen bi-prisma ensimmäisen 90: n kohdalla. Fresnel raportoi 30. maaliskuuta 1818 julkaistussa artikkelissaan, että vaikka Fresnel-romboedroni polarisoidun valon on täysin depolarisoinut, sen ominaisuuksia ei voida muuttaa edelleen kulkemalla edelleen pyörivän voiman omaavan väliaineen läpi.

Optisen pyörimisen ja kaksimurtuman välistä likiarvoa hyödynnettiin jälleen vuonna 1822 artikkelissa, joka koski pyöreää ja elliptistä polarisaatiota. Tätä seurasi heijastusta käsittelevä paperi, joka esitettiin tammikuussa 1823 ja jossa Fresnel kvantifioi vaihesiirrot täydellisessä heijastuksessa ja laski siten tarkasti kulman, jonka rhombohedronin täytyy muuntaa lineaarinen polarisaatio pyöreäksi polarisaatioksi. Kun taitekerroin on 1,51, on kaksi ratkaisua: 48,6 ° ja 54,6 °.

Murtuma

Majakkakomissio

21. kesäkuuta 1819 Fresnel nimitettiin majakka komissiolle , suosituksesta Arago joka oli itse jäsen, tutkimaan mahdollisuuksia parantaa niiden laajuutta. Ranskalaisten majakkojen ylläpito oli yksi Corps des Pontsin tehtävistä.

Uusinta tekniikkaa

Valot

Alussa XIX th luvun , ajovalojen lyhty koostuu öljyn lamppu, jonka valo on keskittynyt parabolinen peili metalli. Lamppu koostuu sydänlangasta, jossa säiliöön sisältyvä öljy nousee kapillaarisella vaikutuksella. Polttoaine on valasluun, oliiviöljyn ja rypsiöljyn seos. Imperiumin loppupuolella herää kysymys Cordouanin majakan lyhdyn parantamisesta , jonka tornia oli nostettu 30 metrillä vuosien 1782 ja 1789 välillä ja varustettu ensimmäisellä pyörivällä valolla parabolisilla heijastimilla.

Englannissa optikko Thomas Rogers yritti korvata paraboliset peilit lasilinsseillä. Sen linssit (halkaisijaltaan 53 cm ja paksuus 14 cm) oli asennettu ensin Portland Billin majakkaan vuonna 1789, sitten neljään tai viiteen muuhun. Mutta lasin paksuus absorboi merkittävän osan valosta.

Rengaslinssit

Buffon ehdotti rengaslinssien periaatetta vuonna 1748 vähentämään linssin painoa ja vähentämään valon imeytymistä. Buffon aikoi leikata ja kiillottaa lasinpalan suoraan muodostaakseen linssin. Koska se oli käytännössä mahdotonta, ajatus jäi soveltamatta. Neljäkymmentä vuotta myöhemmin Condorcet otti idean jälleen esiin ehdottaen, että se voisi olla mahdollista toteuttaa kahdessa vaiheessa: ensin rengasmaisten elementtien koko ja sitten toiseksi niiden asennus runkoon. Mutta tämä ylitti silti ajan tekniset mahdollisuudet.

Prototyyppi

Elokuun lopussa 1819 Fresnel ehdotti komissiolle korvaavan vain 50% valosta läpäisevät paraboliset peilit ns. Porrastetuilla linsseillä . Silloin yksi komission jäsenistä, Jacques Charles , huomautti hänelle, että Buffon ja Condorcet olivat jo kuvittaneet linssiensa periaatteen edellisellä vuosisadalla. Fresnel, joka ei tiennyt, että hänen löytönsä ei ollut yksi, toteaa pettyneenä, että "hän on jälleen rikkonut avoimen oven". Buffonin malli oli kuitenkin yksiosainen kaksoiskupera linssi, kun taas Fresnelin malli on tasainen kupera ja koostuu useista prismista, joita on paljon helpompi valmistaa. 31. lokakuuta 1819, Fresnel esittelee onnistuneemman projektin. Komissio myöntää prototyypin valmistamiseen 500 frangin budjetin.

Kun lähestyi useita käsityöläisiä, Fresnel valitsi François Soleilin (1775-1846), optikon ja Bernard Henri Wagnerin (1790-1855), kellosepän, jonka kanssa fyysikot työskentelivät yhdessä rakentaakseen kokeellisia instrumenttejaan. Kun käsityöläiset työskentelevät optiikan valmistuksen parissa, Fresnel ja Arago ovat vastuussa parannetun valonlähteen kehittämisestä. Ne korvaavat palavan seoksen yksinkertaisella rypsiöljyllä. Sen sijaan, että annettaisiin sen nousta kapillaarisella vaikutuksella sydänlankaan, he ruokkivat niitä pumpulla.

"Tämä sovellus [porrastetut linssit] ei kuitenkaan olisi johtanut hyödyllisiin tuloksiin, ellei sitä olisi yhdistetty lampun sopiviin muunnoksiin, ellei valaisevan liekin tehoa olisi merkittävästi lisätty. [...] Fresnel ja hänen ystävänsä [Aragó itse], antautuneet sitä ardour ja heidän yhteinen työ johti lampun useita samankeskisiä sydänlanka jonka kirkkaus vastasi 25 kertaa parhaista kaksinkertainen nykyiseen lamput. Ilmaa” .

Kun linssin muodostamiseksi tarvittavat 97 prismaa valmistetaan, ne kootaan ruudulle ja liimataan yhteen kalaliimalla neliömäisen linssin muodostamiseksi. Maaliskuussa 1820 valmistuu 76 cm: n sivun ja 92 cm : n polttovälin linssi . Erittäin vaikuttunut komissio antaa vihreän valon seitsemän muun linssin valmistukseen. Vuotta myöhemmin koko järjestelmä on valmis. "Fresnelin rakentamat ajovalot koostuvat kahdeksasta suuresta neliömäisestä linssiläisestä lasista, jotka muodostavat niiden liitoksella kahdeksankulmaisen prisman, jonka keskipiste on sama kuin linssien yhteinen tarkennus; tässä kohdassa sijoitetaan yksi majakkaa valaiseva valo; sitä tuottaa lampun suutin, jossa on kolme samankeskistä sydänlankaa, johon pumppu ruiskuttaa jatkuvasti ylimääräistä öljyä ” . Laite on esitetty13. huhtikuuta 1821julkisessa istunnossa ja verrattu klassiseen parabolisella heijastimella varustettuun lamppuun. Vertailu on lopullinen.

Cordouan - pyörivä valo

Osoitettuaan konseptin pätevyyden Fresnel paransi edelleen järjestelmäänsä. Litteät linssit korvataan Saint-Gobainin valmistamilla rengaskaarista tehdyillä härän silmäpaneeleilla . Järjestelmän pyöriminen tuottaa kahdeksan pyörivää sädettä, jotka merimiehet havaitsevat jaksollisina signaaleina. Jokaisen paneelin yläpuolelle ja viereen hän asentaa muut pienet häränsilmät, jotka taittavat valon kallistettua peiliä vasten heijastamaan valoa vaakasuorassa säteessä, joka edeltää päävaloa. Tämä mahdollistaa hehkun keston pidentämisen.

Paneelien alle hän sijoittaa 128 pientä peiliä, jotka on järjestetty neljään ympyrään ja päällekkäin kuin sälekaihtimet. Jokainen ympyrä heijastaa valoa takaisin kohti horisonttia ja antaa jatkuvasti heikkoa valoa sirpaleiden väliin. Järjestelmän pyöritysmekanismin rakensi Bernard Henri Wagner, joka paljasti sen yleisölle teollisuustuotteiden näyttelyssä vuonna 1823. Lamppujen syöttöpumput tulivat myös Wagner-työpajasta.

Koko järjestelmä asetetaan keskeneräiselle Riemukaarelle ja testataan20. elokuuta 1822komission läsnä ollessa Ludvig XVIII ja hänen seurueensa 32 km: n etäisyydellä. Näin validoitu laite kuljetetaan ja varastoidaan Bordeaux'ssa talvella. Se asennettiin Cordouaniin Fresnelin johdolla keväällä 1823. Ensimmäinen Fresnel-linsseillä varustettu majakka otettiin käyttöön23. heinäkuuta 1823. Tällöin Fresnel alkaa yskätä ja yskittää verta. "Fresnelin majakan tuomareina on jo seitsemän peräkkäistä vuotta ollut joukko merimiehiä kaikista maista, jotka käyvät Biskajanlahdella . Sitä ovat tutkineet huolellisesti paikan päällä erittäin ammattitaitoiset insinöörit, jotka tulivat nimenomaisesti Skotlannin pohjoisosasta Englannin hallituksen erityistehtävään. Tulkitsen täällä täällä vahvistamalla, että Ranskalla, josta tärkeä keksintö pyörivistä valoista oli jo alkanut, on nyt oppinut kollegamme työn ansiosta maailmankaikkeuden kauneimmat majakat ” .

Dunkirk - Kiinteä valo

Toukokuussa 1824 Fresnel ylennettiin komission des Phares -sihteeriksi, josta tuli ensimmäinen palkattu jäsen. Hän on myös ollut tutkija École Polytechniquessa vuodesta 1821. Mutta pitkät työajat tenttikauden aikana ja huoli joutua tuomitsemaan muita saivat hänet eroon tästä tehtävästä vuoden 1824 lopussa keskittääkseen energiansa asennukseen. Cordouanissa.

Samana vuonna hän suunnitteli ensimmäiset kiinteät linssit diffundoimaan valoa tasaisesti horisontin yli minimoiden samalla ylös- ja alashäviöt. Ihanteellisten taittuvien segmenttien tulisi olla toroidisegmenttejä pystysuoran akselin ympäri, niin että diopteripaneeli muistuttaa sylinterimäistä rumpua. Jos tämä lisätään katadioptrisiin renkaisiin taittuvan dioptrisen osan ylä- ja alapuolella, koko järjestelmä näyttäisi mehiläispesältä. Suurten toroidisten prismojen valmistamisen vaikeuden vuoksi laite on valmistettu 16 paneelista kahdeksan sijaan. Se otettiin käyttöön Dunkirkissa1 kpl helmikuu 1825.

Vuonna 1825 Fresnel muutti kiinteän linssijärjestelmänsä monimutkaisemmaksi lisäämällä pyörivän laitteen kiinteän järjestelmän ulkopuolelle taittamaan osan kiinteästä säteestä ja muuttamaan sen kapeaksi pyöriväksi harjaksi.

Majakkakartat

Myös vuonna 1825 Fresnel julkisti majakkakartat , joissa kuvataan 51 majakan ja pienempien satamavalojen järjestelmä, jotka asennetaan Ranskan rannikolle. Hän luokittelee majakat sen mukaan, mitä hän kutsuu tilauksiksi. Ensiluokkaiset ajovalot ovat pisin kantama ja suurimmat linssit. Siinä ehdotetaan myös järjestelmää valojen tunnistamiseksi: vakiovalo (kiinteä järjestelmä), yksi salama minuutissa (pyörivä järjestelmä, jossa 8 paneelia), kaksi välähdystä minuutissa (pyörivä järjestelmä 16 paneelilla).

Vuoden 1825 lopussa Fresnel ehdotti peilien korvaamista kokonaisheijastusprismailla. Hän teki siitä pienennetyn version, jonka hän asensi Saint-Martinin kanavalle . Mutta hän kuolee ennen kuin näki toteutuksen täysikokoisena. Tämä viimeisin parannus antaa Fresnel-linsseille ulkonäön, joka heillä on vielä tänään.

Yhteenvetona voidaan todeta, että lamput ovat linssien polttopisteissä, ajovalojen säteet säteilevät samanaikaisesti. Lisäksi linssien ympärille lisätyt heijastavat renkaat mahdollistivat entistä suuremman virtauksen palauttamisen kaukovaloon sisällä tapahtuvan kokonaisheijastuksen ansiosta . Tällöin varustettujen ajovalojen kantama mitattiin 16 000 toismilla eli noin 31,2 km . Cordouanin majakka mahdollisti valaistuksen jopa 11 meriliigasta, kun taas peilimajakat pystyivät toistaiseksi valaisemaan vain kolmea liigaa.

Majakat ympäri maailmaa varustettiin nopeasti myös Fresnel-linsseillä, erityisesti seuraavassa järjestyksessä:

1823: Englanti
1824: Espanja
1836: Belgia
1837: Italia
1840: Ruotsi
1841: Yhdysvallat
1845: Preussit
1849: Itävalta
1850: Brasilia
1855: Portugali ja Turkki
1856: Kreikka.

Fresnel-linssiä käytetään edelleen merenkulun majakoissa, mutta myös autojen majakoissa ja elokuvaprojektoreissa. Edulliset pehmeät mallit, jotka mahdollistavat laajakulman katselun, valmistetaan tänään Fresnel-linssistä tai supermarkettien kassojen linsseistä korin sisällön tarkistamiseksi.

Kunnianosoitukset, sairaus ja kuolema

Fresnel oli rakenteeltaan ja terveydeltään hauras. Hänen terveydentilansa heikkeni talvella 1822-1823, mikä esti häntä kirjoittamasta Encyclopædia Britannican pyytämää artikkelia polarisaatiosta ja kaksinkertaisesta taittumisesta . Paperit pyöreästä ja elliptisestä polarisaatiosta, pyörivästä polarisaatiosta sekä yksityiskohdat Fresnel-yhtälöiden johtamisesta ja niiden soveltamisesta kokonaisheijastukseen ovat peräisin tältä ajalta. Keväällä hän saa jälleen tarpeeksi voimaa harkita linssien asennuksen valvontaa Cordouanin majakkaan . Mutta käy selväksi, että hänellä on hemoptysis, eli tuberkuloosi . Toukokuussa 1823 kolmannessa ehdokkuudessaan hänet valittiin yksimielisesti Tiedeakatemian jäseneksi. Vuonna 1824 hänet tehtiin ritariksi kunnialeegonin järjestyksessä .

Kun hänen terveytensä heikkenee, häntä kehotetaan kuitenkin vähentämään aktiivisuuttaan ja säästämään voimaansa. Majakkatyötä pitämällä tärkeimpänä tehtävänään hän eroaa tutkijan asemastaan École Polytechniquessa ja sulkee tutkimusmuistikirjat. Kuitenkin 9. kesäkuuta 1825 hänet valittiin Royal Societyn ulkomaiseksi jäseneksi. Viimeisessä muistiossaan akatemialle, joka luettiin 13. kesäkuuta 1825, hän kuvasi ensimmäistä radiometriä ja osoitti vastenmieliset voimat väärin lämpötilaan. Vaikka hänen tutkimustyönsä on pysähtynyt, hän jatkaa kirjeenvaihtoa. Elokuussa tai syyskuussa 1826 hän löysi vielä energiaa vastata John Herschelin aaltoteoriaa koskeviin kysymyksiin . Herschel suositteli, että Royal Society myönsi Rumford-mitalin Fresnelille.

Talvella 1826-1827 hänen tilansa huononi ja esti häntä palaamasta Mathieuun keväällä. Akatemian kokous 30. huhtikuuta 1827 oli viimeinen, johon hän osallistui. Kesäkuun alussa hänet kuljetettiin Ville-d'Avrayyn , 12 km Pariisista itään. Hänen äitinsä tulee liittymään hänen luokseen. Häntä avustaa myös hänen kollegansa ja ystävänsä Alphonse Duleau, kuten hän on Ponts et Chaussées -insinööri. Tämä kertoo nämä Fresnelin sanat:

"Olisin halunnut elää pidempään, koska mielestäni tieteen ehtymättömässä urassa on suuri joukko yleishyödyllisiä kysymyksiä, joihin ehkä olisin onnekas löytää ratkaisun. "

6. heinäkuuta Arago tuli esittämään hänelle Rumford-mitali, joka hänelle oli myönnetty "polarisoidun valon ilmiöihin sovelletusta aaltoteorian kehityksestä sekä tärkeistä ja monipuolisista fyysisen optiikan löytöistään".

"Kiitos", hän sanoi heikosta äänestä, "että olet hyväksynyt tämän tehtävän; Voin kuvitella, kuinka paljon sen on täytynyt maksaa sinulle, sillä sinä olet tuntenut, ettekö ole, että kauneimmalla kruunulla on vain vähän arvoa, kun se on tarpeen asettaa ystävän haudalle. "

Hän kuoli kahdeksan päivää 14. heinäkuuta 1827. Augustin Fresnel on haudattu hautausmaalle Pere Lachaisen ( 14 th divisioona). Hänen haudallaan on seuraava kirjoitus "Institut de Francen jäsenen Augustin Jean Fresnelin muistoksi".

Léonor Fresnel, ammattikorkeakoulu ja Corps des Ponts et Chausséen insinööri, nimitettiin majakkakomissioon, jossa hän seurasi veljeään Augustinia ja jatkoi työtä.

Fresnel-työ

Augustin Fresnel, " Ensimmäinen opas valon diffraktiosta ", Annales de Chimie et de Physique Vol.1 ,Maaliskuu 1816, s. 239-281 ( lue verkossa ).
Augustin Fresnel, " Muistio väreistä, jotka on kehitetty homogeenisissa nesteissä polarisoidun valon avulla ", Académie des sciences painettu uudelleen julkaisussa Oeuvres de Fresnel Vol.1 ,30. maaliskuuta 1818( lue verkossa )
François Arago ja Augustin Fresnel, " Muistio toiminnasta, jonka polarisoivat valonsäteet vaikuttavat toisiinsa ", Annales de Chimie et de Physique Vol.10 ,1819, s. 288-306.
Augustin Fresnel, " Mémoire sur la diffraction de la lumière ", Mémoires de l'Académie royale des sciences, V.V , toimitettu 29. heinäkuuta 1818, hyväksytty 15. maaliskuuta 1819, julkaistu vuonna 1826, s. 339-475 ( lue verkossa ).

Augustin Fresnel, De la lumière , panos Jean Riffaultin työhön, Täydennys Th.Thomsonin , Pariisi, Méquignon - Marvis, "Système de Chimie" viidennen painoksen ranskankieliseen käännökseen ,1822, 547 Sivumääräuusintapainos julkaisussa Complete Works (1868), 2. osa, s. 3-146 .

Augustin Fresnel, " Muistikirja majakkojen uudesta valaistusjärjestelmästä (seuraa pöytäkirja kokeesta, jonka Commission des Phares suoritti 20. elokuuta 1822 Cordouanin majakan valaistukseen tarkoitetulla pyörivillä valoilla varustetulla linssilaitteella. ) ”, Kuninkaallinen tiedeakatemia, uusintapainos julkaisussa Oeuvres de Fresnel 1866-1870, osa 3 ,29. heinäkuuta 1822, s. 97-126 ( lue verkossa )

Augustin Fresnel ” Memoir kaksinkertaisen taittumisen ”, muistelmat Royal Academy of Sciences Institut de France Vol.7 ,1824, s. 45-176 ( lue verkossa )

H. de Senarmont, E.Verdet ja L.Fresnel, Augustin Fresnel Vol. 1 , Pariisi, Imprimerie Impériale,1866, 804 Sivumäärä ( lue verkossa )

H. de Senarmont, E.Verdet ja L.Fresnel, Augustin Fresnel Vol. 2 , Pariisi, Imprimerie Impériale,1868, 854 Sivumäärä ( lue verkossa )

H. de Senarmont, E.Verdet ja L.Fresnel, Augustin Fresnel Vol. 3: n täydelliset teokset , Pariisi, Imprimerie Impériale,1870, 844 Sivumäärä ( lue verkossa )

Tributes

Hänen nimensä on kirjoitettu Eiffel-tornille
Herttua Albert de Broglien ehdotuksesta rakennettu Broglien muistomerkki Augustin Fresnelin muistoksi vihittiin käyttöön 14. syyskuuta 1884.
Useat lukiot kantavat hänen nimeään ( Pariisi , Caen , Bernay ...).
Vuonna 1907 vesille laskettu ja vuonna 1915 torpedoidut uppoputket kantavat hänen nimeään.
Tiedeakatemia juhli 27. lokakuuta 1927 Augustin Fresnelin kuoleman satavuotisjuhlaa. Useat ranskalaiset ja ulkomaiset tutkijat kunnioittivat häntä.
Vuonna 1929 vesille laskettu ja vuonna 1944 upposi sukellusvene kantaa hänen nimeään.
Kaapeli aluksen vuonna 1997 nimeään kantavan.
Vuonna 2000 Fresnel-instituutti perustettiin Marseillessa, mikä johtui kolmen yliopiston tutkimuslaboratorion sulautumisesta St Jérômen kampuksella. Fresnel-instituutti on Aix-Marseillen yliopiston, Centrale Marseillen koulun ja CNRS: n yhteinen tutkimusyksikkö.

Lähde

(fr) Tämä artikkeli on osittain tai kokonaan otettu Wikipedian englanninkielisestä artikkelista " Augustin-Jean Fresnel " ( katso luettelo kirjoittajista ) .

Huomautuksia ja viitteitä

(sisään) H Lloyd, Luennot valon aaltoteoriasta. Osa II. Lukeminen III , Dublin, Milliken,1841, s. 26
Eureen osastojen arkisto " BMS (1751-1792) (8Mi872) " , arkistossa.eure.fr ( luettu 6. lokakuuta 2020 )
Vrt. " Le château de Broglie, Eure " , Maison de Broglie (käytetty 27. tammikuuta 2018 ) .
(in) KA Kneller (TM translation Kettle), kristinusko ja modernin tieteen johtajat: panos 1800-luvun maatalouden historiaan , Freiburg im Breisgau, Herder,1911( lue verkossa ) , s. 146-149
(in) Henry Matthias Brock, " Augustin Fresnel John " , Catholic Encyclopedia Vol.6 ,1913( lue verkossa )
Verdet , s. XXVIII.
Arago 1830 , s. 410.
Arago 1830 , s. 411.
Michel Blay ja Michèle Leduc, " Augustin Fresnel ja valon aaltoteoria ", katso Mourou et ai. ,2018, s. 37-52
Edmond Amouyal, " Ampère ja Fresnel: valoa kahteen neroihin, joilla on toisiinsa kohtalokkaita kohtia ", katso Mourou et ai. ,2018, s. 55-78
Verdet , s. XXIX.
René Just Haüy, fysiikan perustutkielma, Imprimerie Delance et Lesueur,1803( lue verkossa )
Daniel Kehlmann, kääntäjä Juliette Aubert, Les arpenteurs du monde , Actes Sud,2007, 298 Sivumäärä
Arago 1830 , s. 413.
Arago 1830 , s. 478.
Fresnel OC 1866 , s. XXVIII.
(in) Jed Z. Buchwald, Rise of Wave teorian valossa: Optinen teoriaa ja kokeilua alussa yhdeksästoista Century , Chicago, University of Chicago Press,1989( ISBN 0-226-07886-8 , lue verkossa ) , s. 113-114
Fresnel 1830 , s. 810-817.
Jean-Baptiste Biot, " Muistelmat valon värähtelyjen teorian uudesta soveltamisesta ", lue instituutin ensimmäisen luokan istunnossa ,27. joulukuuta 1813
Verdet 1866 , s. XXIX.
Arago 1830 , s. 416.
Arago 1830 , s. 417.
Fresnel OC 1866 , s. 6.
Fresnel OC 1866 , s. 6–7.
(en) GA Boutry, " Augustin Fresnel: Hänen aika, elämä ja työ, 1788-1827 " , Science Progress, Voi. 36, ei. 144 ,1948, s. 587–604
Arago 1830 , s. 418.
(in) TH Levitt, lyhyt kirkas salama: Augustin Fresnelin ja syntymän Modern Lighthouse , New York, WW Norton,2013( ISBN 978-0-393-35089-0 ) , s. 39
(in) Thomas Young, kurssin Luentoja luonnonfilosofian ja mekaaninen Arts (2 tilavuutta) , Lontoo, J. Johnson,1807
Fresnel 1866 , s. 61-69.
Levitt 2013 , s. 43.
Arago 1830 , s. 415.
Levitt 2013 , s. 28, 237.
Fresnel 1866 , s. xxxv.
Levitt 2013 , s. 44.
Fresnel 1866 , s. xcvi.
Arago 1830 , s. 466.
Edmond Amouyal, " Ampère ja Fresnel: valoa kahteen neroihin, joilla on toisiinsa kohtalo ", julkaisussa Mourou et ai. ,2018, s. 55-78
Fresnel OC 1866 , s. 10.
Tresnel OC 1866 , s. 11-13.
Fresnel OC 1866 , s. 14.
Fresnel OC 1866 , s. 15.
Fresnel OC 1866 , s. 19.
Fresnel OC 1866 , s. 18.
Fresnel OC 1866 , s. 19-22.
Fresnel OC 1866 , s. 16-17.
Fresnel OC 1866 , s. 23-24.
Fresnel OC 1866 , s. 25.
Fresnel OC 1866 , s. 26.
Fresnel OC1866 , s. 28-31.
Fresnel OC 1866 .
Fresnel OC1866 , s. 33.
Fresnel OC 1866 , s. 35-38.
Fresnel OC 1866 , s. 38.
Fresnel OC 1866 , s. 39.
Fresnel OC 1866 , s. 75-77.
Fresnel OC 1866 , s. 78-87.
Darrigol 2012 , s. 201.
Fresnel OC 1866 , s. 89-122.
Fresnel OC 1866 , s. 118.
Fresnel OC 1866 , s. 112.
(in) N. Kipnis, historia periaatteen häiriöitä valon , Basel, Birkhauser,1991( ISBN 978-3-0348-9717-4 ) , s. 212-214, VII ja VIII luku
(sisään) E. Frankel, " Korpuskulaarinen optiikka ja valon aaltoteoria: fysiikan vallankumouksen tiede ja politiikka " , Yhteiskuntatieteiden tiede, osa 6 nro 2 ,Toukokuu 1976, s. 141-184
Fresnel OC 1866 , s. 41-60.
Fresnel OC 1866 , s. 41-51.
Fresnel OC 1866 , s. 51 - 54.
Fresnel OC 1866 , s. 56-58.
(in) Olivier Darrigol, A History of Optiikka: kreikasta antiikista yhdeksästoista luvulla , Oxford, Oxford University Press,2012, 327 Sivumäärä ( ISBN 978-0-19-964437-7 ) , s. 201
Nuori 1855 , s. 376–378.
Fresnel OC 1866 , s. 129 - 170.
Fresnel OC 1866 , s. 133-142.
Fresnel OC 1866 , s. 134.
Young, 1807, osa 1, s. 777 ja kuva 267.
Fresnel OC 1866 , s. 141.
Fresnel OC 1866 , s. 150-154.
Fresnel OC 1866 , s. 154-161.
Fresnel OC et 1. osa 1866 , s. 129.
Fresnel OC 1866 , s. 161-162.
Fresnel 1866 , s. 161-170.
Darrigol 2012 , s. 203.
Buchwald 1989 , s. 169–171.
Fresnel OC 1866 , s. 487-508.
Fresnel OC 1866 , s. 381.
Fresnel 1866 , s. 171–181.
Fresnel 1866 , s. 174–175.
Buchwald 1989 , s. 157–158.
Buchwald 1989 , s. 167.
(in) Henry Crew , aalto teorian valossa. Huygens, Young ja Fresnel , New York, American Book Companyn muistelmat ,1900, 192 Sivumäärä ( lue verkossa ) , s. 101–108 (vektoriesitys), 109 (ei taaksepäin suuntautuvaa säteilyä), 110–111 (suunta ja etäisyys), 118–122 (integraalien johtaminen), 124–125 (maksimit ja minimit), 129–131 (geometrinen varjo)
Darrigol 2012 , s. 204-205.
Miehistö, 1900, s. 127–8 (aallonpituus), 129–31 (puolitaso), 132–135 (ääripää, rako)
Fresnel 1866 , s. 350-355.
Buchwald 1989 , s. 179–182.
Miehistö 1900 , s. 144.
Buchwald 1989 , s. 171.183.
Levitt 2013 , s. 45–46.
Levitt 2013 , s. 46.
Fresnel OC 1866 , s. 236-237.
(vuonna) J.Worrall, Fresnel, Fish and the white spot: Onnistuneiden ennusteiden rooli tieteellisten teorioiden hyväksymisessä , Cambridge University Press, julkaisussa D.Gooding, T.Pinch ja S.Schaffer (toim.) Kokeilun käyttötarkoitukset: Luonnontieteiden tutkimukset,1989( ISBN 0-521-33185-4 ) , s. 135-157
Darrigol 2012 , s. 205.
Bernard Maitte , La Lumière , Pariisi, Éditions du Seuil, Coll. "Tiedepisteet",yhdeksäntoista kahdeksankymmentäyksi, 340 Sivumäärä ( ISBN 978-2-02-006034-9 ) , "Optiikan kriisi ja mutaatio: Fresnelin työ", s. 226-227
FresnelO.C. 186 , s. 365-372.
Worrall 1989 , s. 140-141.
Fresnel OC 1866 , s. 230n.
Worrall 1989 , s. 135–138.
Dominique PESTRE , " " Fish spot "tehty Fresnel voitto ", La Recherche , n o 436,joulukuu 2009( lue verkossa )
Worrall 1989 , s. 143–146.
Kipnis 1991 , s. 221–222.
Buchwald 1989 , s. 183–184.
Buchwald 1989 , s. 186–198.
Darrigol 2012 , s. 205–206.
Harris Benson, FYSIKA 3, Aallot, optiikka ja moderni fysiikka (3. painos) , Bryssel, de Boeck,2005, 453 Sivumäärä ( ISBN 2-7613-1459-X ) , s. 221
André Chappert, Etienne Louis Malus (1775-1812) ja valon korpuskulaariteoria , Pariisi, Librairie philosophique J.Vrin,1977( lue verkossa ) , s. 62
Jeanne Crassous, “ Fresnel sellaisena kuin kemikaalit näkevät sen. Pyöreä kaksimurtuma optisesti aktiivisessa mediassa ” , journals.openedition.org ,1. st tammikuu 2009(katsottu 25. marraskuuta 2020 )
Buchwald 1989 , s. 203-205.
Darrigol 2012 , s. 206.
Silliman 1967 , s. 203–205.
Darrigol 2012 , s. 207.
Frankel 1976 , s. 163–164.
Frankel 1976 , s. 164.
Buchwald 1989 , s. 386.
Buchwald 1989 , s. 216.
Buchwald 1989 , s. 333–336.
Fresnel OC 1866 , s. 533–537.
Buchwald 1989 , s. 97.
Frankel 1976 , s. 148.
Buchwald 1989 , s. 237–251.
Levitt 2009 , s. 54–57.
Frankel 1976 , s. 165–168.
Darrigol 2012 , s. 208–209.
Fresnel OC 1866 , s. 609-648.
Silliman 1967 , s. 209–210.
Buchwald 1989 , s. 205–212.
Fresnel OC 1866 , s. 394n.
Nuori 1855 , s. 383.
Nuori 1818 , s. 333–335.
Buchwald 1989 , s. 225–226.
Fresnel OC 1866 , s. 526-527.
Buchwald 1989 , s. 226.
Buchwald 1989 , s. 227.
Fresnel OC 1866 , s. 612.
Buchwald 1989 , s. 212.
Fresnel OC 1866 , s. 629–630.
Fresnel OC 1866 , s. 630.
Silliman 1967 , s. 214–215.
Fresnel OC 1866 , s. 634-635.
Buchwald 1989 , s. 228.
Fresnel OC 1866 , s. 636.
Buchwald 1989 , s. 230.
Silliman 1967 , s. 216–218.
Fresnel OC 1866 , s. 630-634.
Thomas Young (kirjoitettu tammikuussa 1823), luku XIII, "Valon taittuminen, kaksinkertainen ja polarisointi", täydennysosa Encyclopædia Britannican neljännen, viidennen ja kuudennen painoksen osaan , osa 6 (1824), s.862, uusintapainos Young, 1855, s.415 (alkuperäiset huutomerkit)
Buchwald 1989 , s. 388–390.
Fresnel OC 1866 , s. 643.
Buchwald 1989 , s. 390–391.
Fresnel OC 1866 , s. 646–648.
Fresnel 1823a .
Buchwald 1989 , s. 391–393.
(in) ja Whittaker, historia teorioiden eetteriin ja sähkö: iästä alkaen Desvartes tiiviistä yhdeksännentoista vuosisadan , Lontoo, Longman, Green & Co,1910
Whittaker 1910 , s. 134.
Darrigol 2012 , s. 213.
Fresnel OC 1866 , s. 773.
Buchwald 1989 , s. 393–394.
Whittaker 1910 , s. 135–136.
Fresnel OC 1866 , s. 760–761.
Whittaker 1910 , s. 177–179.
Buchwald 2013 , s. 467.
Buchwald 1989 , s. 230–232.
Buchwald 1989 , s. 232.
(in) David Brewster, " Meillä on uusi laji irtaimen polarisaatio " , [Quarterly] Journal luut tiede- ja taidemuseo Vol.2 # 3 ,1817, s. 213
Fresnel OC Vol. 1, 1866, Muistio heijastuksen polaroidulle valolle antamista muutoksista ,10. marraskuuta 1817, s. 441-485
Fresnel OC Vol. 1, 1866, muistion täydennys modifikaatioista, jotka heijastus antaa polarisoidulle valolle ,15. tammikuuta 1818, s. 487-508
Fresnel OC Vol. 1, 1866, Muistio homogeenisissa nesteissä polarisoidun valon avulla kehittyneistä väreistä ,30. maaliskuuta 1818, s. 655-683
Fresnel OC Vol. 1, 1866, Muistio kaksinkertaisesta taittumisesta, jonka valonsäteet kokevat ylittäessään kivikristallineuloja akselin suuntaisiin suuntiin ,9. joulukuuta 1822, s. 731-751
Fresnel OC Vol. 1, 1866, Muistio muutoslaista, joka on painettu polarisoidulla valolla sen täydellisen heijastumisen kautta läpinäkyvien kappaleiden sisäosiin ,7. tammikuuta 1823, s. 767-799
Lewitt 2013 , s. 57.
Lewitt 2013 , s. 71.
Eugène Péclet, fysiikan perustutkielma (Vomlume 2) , Pariisi, Hachette,1847( lue verkossa ) , s. 254
Arago 1830 , s. 475.
Louis Le Cunff, Sea tulipalot , Saint-Malo, L'Ancre de Marine,1992, 248 Sivumäärä ( ISBN 2-905970-44-8 , luettu verkossa ) , s. 70-75
Péclet 1838 .
Levitt 2013 , s. 59-66.
Levitt 2013 , s. 71.
Fresnel 1822 , s. 13-25.
Philippe Monot, " Wagner Bernard Henri " , osoitteessa clock-edifice.fr ,2010(käytetty 17. lokakuuta 2020 )
Levitt 2013 , s. 72-73.
Arago 1830 , s. 476.
Levitt 2013 , s. 82.
Arago 1830 , s. 470.
Levitt 2013 , s. 84.
(in) J. Elton, " valkeudeksi pimeyteen: Lighthouse optiikka ja myöhemmälle kehitykselle Fresne Revolutionary taittavan linssin (1780-1900) " , International Journal for historian Engineering & Technology vol.79 nro 2 , Tämän lisäksi sinun on tiedettävä siitä enemmän.heinäkuu 2009, s. 183-244
Levitt 2013 , s. 82-84.
Levitt 2013 , s. 79-80.
Le Cunff 1992 , s. 74.
Le Cunff 1992 , s. 75.
tästä linssien mukauttamisesta elokuviin dokumenttielokuva Louis Cochet. Valosta toiseen (Spleen Productions, 2011), ohjaajat Michel Caron ja Jean-Pierre Gestin
" Augustin Jean Fresnel (1788-1827) " , utc.fr
Silliman 1967 , s. 276–277.
Boutry 1948 , s. 601–602.
Silliman 1967 , s. 278.
Fresnel OC 1868 , s. 667–672.
Fresnel OC 1868 , s. 647–660.
Boutry 1948 , s. 603.
Arago 1830 , s. 484.
Jules Moiroux , Père Lachaisen hautausmaa , Pariisi, S.Mercadier,1908( lue verkossa ) , s. 164
Arago 1830 , s. 477.
Emile Picard, Anton Lorentz, Charles Fabry, Augustin Fresnelin satavuotisjuhlaseremoniassa pidetyt puheenvuorot , Pariisi, Académie des Sciences,27. lokakuuta 1927, 33 Sivumäärä ( lue verkossa )

Katso myös

Bibliografia

François Arago, Fresnel. Elämäkerta luettu Académie des sciencesin julkisessa istunnossa 26. heinäkuuta 1830 Pariisissa, Mémoires de l'Académie des sciences,26. heinäkuuta 1830( lue verkossa ) , s. 410
Jean-Louis Basdevant, " Fresnelin opinnäytetyö valon diffraktiosta " , sivustolla bibnum.education.fr ,2015(näytetty on 1 st päivänä syyskuuta 20 )
Nicole Bensacq-Tixier, Imperial Corps of Bridge and Road Engineers Biografinen sanakirja (historian kandidaatintutkielma), Pariisi, Université Paris-Sorbonne - Pariisi IV,Kesäkuu 1980, 186 Sivumäärä , s. 68-69.
Luc Chanteloup ja Vincent Guigueno " Echelon linssi: silmä majakoiden, kunnian Fresnel " Les Geniès de la Science , n o 24,Elokuu 2005, s. 20-23.
Alfred Cornu, “ Fresnel (1788-1827) ”, École Polytechnique -sadanpäiväkirja , Kirjaston ystävien seura ja École Polytechniquen historia,1897( lue verkossa , tutustunut 16. syyskuuta 2020 ).
(en) Olivier Darrigol, 2012`` Oxford,., Optiikan historia: Kreikan antiikista 1800-luvulle , Oxford,2012( ISBN 978-0-19-964437-7 ) , s. 198-199
Leonor Fresnel " lyhyt vakautta rakentamisen majakka Belle Island (Ocean) ," Annals of teiden ja siltojen , 1 st sarja, voi. 2,1831, s. 385-420 ( lue verkossa ).
“ Fresnel, Augustin ” , Bibliothèque des Phares de l'École des Ponts ParisTech -kirjassa (kuultu 22. tammikuuta 2018 ) .
Suzanne Gély ” André Marie Ampère (1775-1836) ja Augustin Fresnel (1788-1827) ”, Bulletin de la Sabix , Society of Friends kirjaston ja historian École polytechnique, n o 37,2004, s. 52–55 ( luettu verkossa [PDF] , käytetty 4. helmikuuta 2018 ).
Vincent Guigueno, Au service des phares (historian väitöskirja), Pariisi, Panthéon-Sorbonnen yliopisto - Pariisi I,Joulukuu 1999, 396 Sivumäärä.
Frédéric Leclercq, " Arago, Biot ja Fresnel selittävät kiertopolarisaation ", Revue d'histoire des sciences , voi. 66, n ° 22013, s. 395-416.
(en) TH Levitt, lyhyt kirkas salama: Augustin Fresnel ja modernin majakan syntymä , New York, WW Norton,2013( ISBN 978-0-393-35089-0 )
Gérard Mourou, Michel Menu ja Monica Preti, impressionismi taiteen ja tieteen välillä - valoa Augustin Fresnelin (vuosina 1790–1900) prismassa , Pariisi, Hermann,tammikuu 2018, 209 Sivumäärä ( ISBN 978 2 7056 9462 3 ).
(en) RH Silliman, Augustin Fresnel (1788–1827) ja valon aaltoteorian perustaminen (PhD-väitöskirja) , Princeton University, Princeton University,1967, 352 Sivumäärä , s. 163-164
Pierre Speziall, " Augustin Fresnel and the Genevan savants ", Revue d'histoire des sciences , voi. 10, n o 3,1957, s. 255-259 ( luettu verkossa [PDF] , käytetty 23. tammikuuta 2018 ).
Émile Verdet, " Johdatus Augustin Fresnelin töihin ", Henri de Sénarmont, Émile Verdet ja Léonor Fresnel, Œuvres completees d'Augustin Fresnel , voi. 1,1866, s. IX-XCIX ( luettu verkossa , tutustunut 14. joulukuuta 2020 ).

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit

Auktoriteettitiedot :
Huomautuksia yleisistä sanakirjoista tai tietosanakirjoista : Brockhaus Enzyklopädie • Deutsche Biography • Enciclopedia De Agostini • Encyclopædia Britannica • Gran Enciclopèdia Catalana • Swedish Nationalencyklopedin • Proleksis enciklopedija • Store norske leksikon • Visuotinė encyclopædia Britannica
Tutkimusresurssi :
- Opittu Ranska
Tiedeakatemia: Augustin Fresnel
Augustin Fresnel, nykyaikaisten majakkojen isä
Majakka kirjasto École des Ponts ParisTech, kuvaileva huomautus Augustin Fresnel .
Augustin Fresnel: hänen elämänsä ja työnsä
Fresnelin vuoden 1822 teksti porrastetusta linssistä kommentoi BibNum- sivustoa .
Pyöreä kaksimurtuma, Fresnelin (1822) teksti, kommentoi BibNum- sivustoa .
Ensimmäinen väitös diffraktiosta (1815), online ja kommentoitu BibNum- sivustolla .
Institut Fresnel - yhteinen tutkimusyksikkö CNRS 7249
Rakenteet: Augustin Fresnel