Огюстен Френель¶

Огюстен Френель — французский физик, один из основоположников волновой оптики, член Парижской академии наук (1823). Родился 10 мая 1788 года в Бройле (Нормандия), умер 14 июля 1827 года в Виль-д’Авре под Парижем. Основные работы посвящены теории дифракции, интерференции и поляризации света, а также созданию линз для маяков.

¶Биография

Огюстен Жан Френель родился в семье архитектора. В детстве отличался слабым здоровьем, учился в Центральной школе в Кане, затем в Политехнической школе в Париже (1804–1806) и в Школе мостов и дорог, которую окончил в 1809 году. Работал инженером на дорожном строительстве в департаментах Западной Франции.

Научная деятельность Френеля началась в 1814 году, когда он заинтересовался оптикой. В 1815 году, после возвращения Наполеона с Эльбы, Френель, будучи роялистом, потерял должность и переехал в Париж, где занялся исследованиями. В 1819 году он стал инженером Комиссии маяков, а с 1823 года — секретарём Комиссии. В 1823 году избран членом Парижской академии наук, в 1825 году — иностранным членом Лондонского королевского общества.

¶Научные достижения

¶Дифракция и интерференция

В 1815–1818 годах Френель разработал математическую теорию дифракции, основанную на принципе Гюйгенса, дополнив его идеей когерентности вторичных волн. Он предложил метод разбиения волнового фронта на зоны (зоны Френеля), что позволило рассчитать распределение интенсивности в дифракционной картине. В 1818 году представил мемуар «О дифракции света» в Парижскую академию на конкурс, объявленный по предложению Симеона Дени Пуассона. Пуассон указал на парадоксальный вывод теории: в центре тени от круглого диска должно наблюдаться светлое пятно. Доминик Араго экспериментально подтвердил это предсказание, что стало решающим аргументом в пользу волновой теории.

¶Волновая теория света

Френель рассматривал свет как поперечные упругие колебания эфира. В 1821 году он совместно с Араго установил, что лучи поляризованного света интерферируют только при параллельных плоскостях поляризации, что доказало поперечность световых волн. Френель создал теорию двойного лучепреломления, объяснив её на основе представления о трёх главных упругих постоянных эфира. Он вывел формулы для интенсивности отражённого и преломлённого света (формулы Френеля), описывающие зависимость амплитуд от угла падения и показателей преломления сред.

¶Поляризация

Френель открыл круговую и эллиптическую поляризацию света, объяснил вращение плоскости поляризации в кварце и оптически активных средах. В 1823 году создал теорию вращения плоскости поляризации как следствия двух волн, распространяющихся с разными скоростями — лево- и правополяризованных по кругу. Эти работы заложили основы кристаллооптики.

¶Линза Френеля

В 1819 году по заказу Комиссии маяков Френель сконструировал ступенчатую линзу, состоящую из концентрических колец, каждое из которых имеет профиль призмы. Такая линза при малой толщине обладает большим фокусным расстоянием и светосилой. Первый маяк с линзой Френеля был установлен в 1823 году на маяке Кордуан в устье Жиронды. Линзы Френеля применяются в навигационном оборудовании, проекторах, автомобильных фарах и фотовспышках.

¶Признание и память

В 1824 году Френель получил премию Парижской академии наук за работы по оптике, в 1827 году — медаль Румфорда Лондонского королевского общества. Его именем названы единица частоты в системе СГС (френель), кратер на Луне, астероид (10111 Френель), а также дифракционные зоны и линзы. Труды Френеля собраны в трёхтомном издании «Oeuvres complètes» (1866–1870), подготовленном Араго.

¶Основные труды

• «О дифракции света» (1818)
• «Мемуар о двойном лучепреломлении» (1822)
• «Мемуар о законе отражения и преломления света» (1823)
• «Второй мемуар о двойном лучепреломлении» (1825)

¶Источники

• Араго Д. Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000.
• Ландсберг Г. С. Оптика. — М.: Физматлит, 2003.
• Френель О. Избранные труды по оптике. — М.: Гостехиздат, 1955.
• Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. — М.: Наука, 1983.