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夫瑞奈 Fresnel, Augustin-Jean (1788.5.10~1827.7.14)
發佈者:系統管理員 (2012-05-14 17:01:24)
最後修改者:系統管理員 (2012-05-14 23:41:33)
瑞奈(Augustine-Jean Fresno,1788~1827),法國物理學家。1815年,夫瑞奈根據"子波"假設 ( 惠更斯原理 )和楊的干涉原理,補充描述了"子波"的基本特徵(振幅、位相 ),並增加了 "子波疊加 "原理,從而發展為光的衍射理論-----惠更斯--夫瑞奈原理。即波面上每個面積元都可以看成新的波源,他們都發出"子波",波面前方空間某一個的振動,可用波面上所有面積元所發出的"子波"在該點疊加後的合振幅來表示。夫瑞奈根據光的干涉作用,認為次級 "子波 "在傳播中相遇而疊加,也應產生干涉,從而對光的衍射獲得定量的解釋。
生平簡述
  夫瑞奈1788年5月10日生於法國布羅利耶。夫瑞奈成長的時期恰逢法國大革命,1806年自巴黎工藝學院畢業後,1809年又從巴黎橋樑和公路學校畢業。之後便在法國政府的一些部門當工程師。在他26歲時,拿破侖被放逐,路易十八登上王位,這時,夫瑞奈已是一位高級工程師了。當拿破侖從厄爾巴島返回後,夫瑞奈因支持保皇分子,結果失去了他的職務。
  約在1814年,夫瑞奈對光學產生了興趣,1815年做了一些重要的衍射實驗。在他之前,1801年,英國的楊用波動說解釋過雙孔干涉和薄膜的顏色,但其見解大都是定性的。當時法國的學術權威拉普拉斯、華奧、泊松等都是牛頓的微粒說的支持者,因而楊的見解未得公認。1818年,當法國科學院懸賞徵求解決衍射問題時,支持微粒說的學者們預期他們會奪得勝利。然而,夫瑞奈關於光的衍射理論的論文(1816)提出的理論和充分的實驗證據,再加上阿喇戈的有力支持,在激烈的爭論之後,終於使夫瑞奈獲得了此項殊榮。此後,夫瑞奈又做了一系列研究,傅科、斐索又測出了水中光速比空氣中為小,從而使波動說獲得決定性的勝利。
重大貢獻
1.光的衍射理論
2.海更士一夫瑞奈原理
發現定理
  夫瑞奈自1814年始研究光的干涉,起初並不知道楊的工作,他製造了多種裝置以便顯示干涉效應。他把夫瑞奈雙稜鏡放在一個單一光源前面,光束就被分成兩部分,這兩部分可以產生干涉條紋。他與阿喇戈一起研究了偏振光的干涉,肯定了光是橫波(1821);他發現了圓偏振光和橢圓偏振光(1823),用波動說解釋了偏振面的旋轉;他推出了反射定律和折射定律的定量規律,即夫瑞奈公式;解釋了馬呂斯的反射光偏振現象和雙折射現象,從而建立了晶體光學的基礎。
  夫瑞奈工作的另一重要部分,是他為燈塔提供光學系統,發明了夫瑞奈透鏡,這種透鏡具有一種階梯狀表面,代替了那時使用的重金屬鏡。
  夫瑞奈在1823年當選為法國科學院院士,1825年被選為英國皇家學會會員。在他去世前不久,皇家學會授于他倫福德獎章。
  由於夫瑞奈的科學研究工作是在業餘時間和艱苦的條件下進行的,繁重的科學研究工作花費了他有限的收入並損害了他的健康。1827年7月14日他在阿夫賴城英年早逝,年僅39歲。
  夫瑞奈對於光的衍射的研究及其成就,是他對物理學所作的最重要貢獻。
1818年,法國科學院懸賞徵求闡述衍射現象的論文。徵答的課題是:
1﹒利用精確的實驗來確定光線通過物體界面附近時,發生的全部衍射效應;
2﹒從這些實驗中,用數學歸納法推導出光線通過物體
附近時的運動情況。
  夫瑞奈把自己的一篇關於衍射的論文( 1816 ) 寄給了科學院。科學院成立了評委會,評委會成員中有波動說的支持者阿喇戈,有微粒說的支持者拉普拉斯、華奧、泊松等學術權威,有中立者蓋.呂薩克。儘管多數成員不信任夫瑞奈所持的波動說,但是由於夫瑞奈的計算結果和實驗數據致的邏輯論證和數學推理使評委們無懈可擊。他把惠更斯原理和干涉原理結合起來,用新的定量形式建立了以他們的姓氏命名的惠更斯一夫瑞奈原理。夫瑞奈的實驗具有很強的直觀性,很多至今仍通用的實驗和光學元件都冠以夫瑞奈的姓氏(如夫瑞奈雙面鏡、夫瑞奈波帶片、夫瑞奈透鏡、夫瑞奈圓孔衍射等)。夫瑞奈認為,波前上的每一點都成為新的波源,它們彼此是相干的。如果波前的一部分終止於某個障礙,則需要考慮所有其餘的子波的合成作用。他的論證使波動說的反對者們也為之折服,華奧就曾寫道: " 從這樣的觀點出發,夫瑞奈能特別嚴格地把所有衍射情況引到一個統一的觀點,並用公式把它們概括起來,從而把它