? El ingeniero francés Augustin Fresnel (1788-1827) fue el primero en explicar correctamente el fenómeno de la difracción de la luz. Se graduó en la Escuela Politécnica de París en 1806 y luego estudió en la Escuela de Puentes y Caminos de París durante tres años. Después de graduarse, trabajó como ingeniero durante ocho años. Debido a sus investigaciones ópticas, Fresnel se especializó en la investigación científica, comenzando en 1814 con el estudio de la interferencia y la difracción de la luz. En aquel momento no conocía el trabajo del científico británico (1773-1829), pero, al igual que Young, consideraba estos fenómenos como evidencia de la teoría de las fluctuaciones de la luz.
? En 1817, la Academia Francesa de Ciencias organizó un concurso científico en el que los concursantes debían utilizar experimentos precisos para demostrar todos los efectos de la difracción de la luz y establecer las teorías correspondientes. Fresnel decidió participar en el concurso y escribió un artículo que describía su trabajo de investigación y lo presentó a la Academia de Ciencias al año siguiente. Fresnel realizó una serie de experimentos sobre la difracción de la luz y demostró el descubrimiento de Grimm con más detalle. Cuando se ilumina con un haz de luz de una fuente de luz, aparece una franja de luz en la sombra de un filamento, alternándose con la luz. Utilizó experimentos con agujeros pequeños para demostrar que, siempre que el diámetro del agujero sea lo suficientemente pequeño como para ser equivalente a la longitud de onda de la luz, el haz de luz puede producir un patrón de difracción de agujero circular, que es un círculo de círculos concéntricos en los que la luz se alterna. con luz. También demostró los efectos de difracción de la luz que pasa a través de pantallas circulares, bordes rectos y afilados (como los bordes de un cuchillo) y obstáculos con hendiduras.
? En su documento de solicitud de 1818, Fresnel propuso una nueva teoría llamada principio de Huygens-Fresnel basada en su introducción a varios experimentos de difracción de luz. Huygens creía que el frente de onda en un momento dado t puede considerarse como la envoltura de todas las ondas esféricas, y que todos los puntos del frente de onda en el momento anterior t0 son las fuentes de onda de estas ondas esféricas. Principio de Huygens modificado de Fresnel. Sobre esta base, estableció su propia teoría. Creía que la amplitud de una onda de luz en un determinado punto en el tiempo y el espacio T puede considerarse como el resultado de la coherencia de todas las ondas esféricas, y todos los puntos en el frente de onda de t0 en el momento anterior son las fuentes de estas ondas esféricas.
? Basándose en este principio, Fresnel estudió varios fenómenos de difracción y creó un método matemático (método de bandas de Fresnel) para calcular cuantitativamente la distribución de las bandas de difracción en estos casos. Estudió la luz que pasaba a través de un pequeño agujero y calculó qué patrones deberían verse en la pantalla detrás del agujero. Según sus cálculos, si la luz es monocromática, deberían verse algunos anillos alternados de luz y oscuridad en la pantalla, y Fresnel calculó que el radio de estos anillos depende del tamaño del agujero, de la distancia desde la fuente de luz hasta el pequeño agujero, etc.
? Según la teoría ondulatoria, Fresnel también analizó otras situaciones de difracción de la luz en diferentes orificios de difracción y calculó la distribución de las franjas de difracción. Todos los cálculos de Fresnel son consistentes con los resultados experimentales.
? La Academia de Ciencias ha establecido un comité de revisión especial para revisar todos los artículos solicitados. Los miembros del comité eran todos eruditos franceses famosos de la época, a saber, D.F. Arage (1786-1853) y S.D. 1774-1862), Laplace (P.S. Laplace, 1749-1827) y Guy-Loussac (J.L. Guy-Loussac, 1778-18). Guy-Lussac, por el contrario, se muestra neutral. Por lo tanto, el comité no podía confiar fácilmente en el trabajo de investigación de Fresnel, pero los resultados de los cálculos de Fresnel eran tan consistentes con los datos experimentales que la tesis de Fresnel no podía rechazarse. Finalmente tuvo que recibir un premio. Sucedió algo gracioso. Poisson, miembro del comité de tasación, examinó los cálculos de Fresnel y descubrió que, basándose en estos cálculos, se podía llegar a una conclusión increíble: debería haber un punto brillante en la sombra de un cuadro. Pero hasta ahora nadie ha observado que esto suceda y parece
? Fresnel se enfrenta a esta dura prueba. Debe comprobarse mediante experimentos si su teoría es correcta.
La teoría de Fresnel señaló que este punto brillante solo es obvio cuando el radio de la imagen es muy pequeño, por lo que hizo otro experimento y el resultado realmente obtuvo el punto brillante mencionado por Poisson, que demostró plenamente la validez de la teoría ondulatoria de Fresnel. , las generaciones posteriores llamaron dramáticamente a este punto culminante punto culminante de Poisson (o punto culminante de Poisson). Por lo tanto, a menudo se demuestra la teoría de la difracción de Fresnel y sus experimentos.
? El logro de Fresnel fue un gran shock para los creyentes en la teoría de las partículas de la luz, dejando sin palabras a Biot, Laplace, Poisson y otros conocidos eruditos que apoyaban la teoría de las partículas. Animado por este logro, Arago cambió de opinión y recurrió a la teoría ondulatoria.
? Durante este período, el alemán J. V. Fraunhofer (1787-1826) también estudió el fenómeno de la difracción, pero su teoría era más sencilla que la de Fresnel. Fresnel demuestra experimentos de difracción. La fuente de luz y la pantalla no están infinitamente lejos del orificio de difracción, por lo que el orificio de difracción tiene un ángulo de apertura. La rendija se visualiza cerca del plano focal del ocular, de modo que la luz incidente y la luz saliente son luces paralelas. Se puede considerar que la distancia entre la fuente de luz y la pantalla de luz es infinita. La difracción así producida se denomina "difracción de Fraunhofer", mientras que la primera se denomina "difracción de Fresnel". Se puede observar que la difracción de Fraunhofer es un caso límite de la difracción de Fresnel y es más fácil de manejar matemáticamente.
? Por supuesto, la teoría de Fresnel también tiene defectos. Fresnel comenzó a considerar las ondas de luz como ondas longitudinales y no podía explicar la polarización de la luz, por lo que hizo todo lo posible para evitar estos problemas. No fue hasta que E.L. Malus (1775-1812) descubrió la polarización de la luz que Fresnel consideró la luz como una onda transversal basándose en la propuesta de Young. Esto no sólo mejoró la polarización de la luz, sino que también explicó la polarización de la luz y completó la polarización de la luz. luz. Una serie de estudios, que es otra contribución a la óptica ondulatoria. Fresnel fue elegido miembro de la Academia de Ciencias de París en 1823 y miembro de la Royal Society de Londres en 1825. Desafortunadamente, la exitosa vida de Fresnel duró demasiado poco. Sólo vivió hasta los 39 años y sufrió una enfermedad pulmonar en 1827.
? También vale la pena mencionar que tanto Young como Fresnel han hecho importantes contribuciones a la óptica de ondas, pero no existe una feroz disputa de prioridad entre ellos y su relación es amistosa y modesta. Fresnel escribió a Young en 1816: "Si hay algún consuelo por mi falta de prioridad, es éste: para mí he conocido a eruditos que han enriquecido la física con tantos descubrimientos importantes. Al mismo tiempo, será de gran ayuda. hacia una mayor confianza en la teoría que he adoptado ". Young le escribió a Fresnel (1819): "Muchas gracias, señor, por un artículo admirable entre los muchos artículos que han hecho la mayor contribución al avance de la óptica. Realmente tiene un estatus alto."