Принцип Гюйгенса-Френеля

«Внутренние каёмки не могут образовываться от простого смещения этих лучей, потому что каждая сторона проволоки в отдельности направляет в тень только непрерывный поток света: следовательно, каёмки образуются в результате перекрещивания этих лучей. Этот вывод, который представляет собой, так сказать, перевод явления на понятный язык, полностью противоречит гипотезе Ньютона и подтверждает теорию колебаний. Легко можно догадаться, что колебания двух лучей, которые скрещиваются под очень малым углом, могут действовать в противоположные стороны в тех случаях, когда узлы одних волн соответствуют пучностям других».

Взяв на вооружение принцип интерференции, волновая теория располагал теперь тремя принципами: принципом элементарных волн, принципом огибающей и принципом интерференции. Это были три отдельных принципа, которые Френель гениально решил слить воедино. Таким образом, для Френеля огибающая волн не просто геометрическое понятие, как для Гюйгенса. В произвольной точке волны полный эффект представляет собой алгебраическую сумму импульсов, создаваемых каждой элементарной волной; полная сумма всех этих импульсов, складывающихся согласно принципу интерференции, может быть, в частности, равно нулю. Френель произвёл такой расчёт, хотя и не вполне строгим способом, и пришёл к выводу, что влияние сферической волны, центр которой находится на линии, соединяющей источник света с освещённой точкой, остальная часть волны даёт в сумме нулевой эффект в рассматриваемой точке.

С 1821 года Френель продолжал свой путь в одиночку, и это был путь, полный побед. Гипотеза о поперечности колебаний позволила ему построить свою механическую модель света. Основой её является эфир, заполняющий всю Вселенную и пронизывающий все тела, причём эти тела вызывают изменение механических характеристик эфира. Из-за этих изменений, когда упругая волна переходит из свободного эфира в эфир содержащийся в веществе, на поверхности раздела часть волны поворачивает обратно, а часть проникает в вещество. Тем самым было дано механическое объяснение явления частичного отражения, остававшегося в течение нескольких веков тайной для физиков. Выведенные Френелем формулы, носящие теперь его имя, сохранили свой вид до наших дней. Скорость распространения колебаний в среде зависит от длины волны, а при заданной длине волны тем меньше, чем более преломляющей является среда. Отсюда вытекает как следствие преломление света и его дисперсия. В изотропных средах волны имеют сферическую форму с центром в точечном источнике излучения, в анизотропных средах форма волны описывается, вообще говоря поверхностью четвёртого порядка.

Исходя из этого принципа, в 1818 году разработал теорию дифракции света, на основе которой предложил метод расчёта дифракционной картины, основанный на разбиении фронта волны на зоны (так называемые зоны Френеля). С помощью этого метода рассмотрел задачу о дифракции света на краю полуэкрана и круглого отверстия. В 1821 году независимо от Т. Юнга доказал поперечность световых волн. В 1823 год установил законы изменения поляризации света при его отражении и преломлении (формулы Френеля). Изобрёл несколько новых интерференционных приборов (зеркала Френеля, бипризма Френеля, линза Френеля).

Огюстен Жан Френель скончался в возрасте 39 лет от туберкулёза.

Сэр Дэвид Брюстер (1868-1781)

Изучал теологию в Эдинбургском университете, принял сан священника и стал одним из основателей Свободной шотландкой церкви. Был фармацевтом, потом доктором прав и адвокатом; но уже с 1801 года стал заниматься физикой, которой потом – и преимущественно оптике – посвятил жизнь. Впоследствии он был профессором физики и, наконец, ректором Эдинбургского университета. Специализировался на изучении оптических явлений, прежде всего спектральных и поляризационных. Открыл закон, носящий его имя. В честь Брюстера назван минерал брюстерит – сложный алюмосиликат кальция, стронция, бария.

Этьенн Луи Малюс (775-1812)

Этьенн Луи Малюс - французский, инженер, физик и математик.

В 1793 году Малюс поступил в Инженерное училище в Мезьере, которое, однако, принуждён был вскоре оставить; перейдя в Политехническое училище, он под руководством Гаспара Монжа деятельно занялся изучением математических наук. По окончании училища, в 1796 году, Малюс поступил в действующую армию и принимал участие в экспедиции Наполеона в Египет.

В 1808 году Малюс открыл явление поляризации света отражением. Одновременно с Био открыл поляризацию света при преломлении. В 1810 году создал теорию двойного лучепреломления света в кристаллах. Открыл закон Малюса об интенсивности света, прошедшего через поляризатор. Придумал способ выяснения направления оптической оси кристалла.

Малюс до конца своей жизни был ярым приверженцем теории эмиссии (ньютоновой теории света). Явление поляризации он объяснил тем, что частицы света имеют «полюсы», как магниты. В обычно свете полюсы разных частиц направлены беспорядочно. При поляризации отсортировываются лишь частицы света с определёнными направлениями полюсов. От лова «полюс» Малюс придумал название явления «Поляризация света».