Saúde
Augustin Jean Fresnel
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| Augustin-Jean Fresnel | |
|---|---|
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| Nascimento | 10 de maio de 1788 Broglie |
| Morte | 14 de julho de 1827 (39 anos) Ville-d'Avray |
| Residência | França |
| Sepultamento | cemitério do Père-Lachaise, Grave of Fresnel |
| Nacionalidade | francês |
| Cidadania | França |
| Progenitores |
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| Irmão(ã)(s) | Fulgence Fresnel |
| Alma mater |
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| Ocupação | físico, engenheiro civil, engenheiro |
| Distinções | Medalha Rumford (1824) |
| Empregador(a) | Corps of bridges, waters and forests, Athénée Royal (Paris) |
| Obras destacadas | Lente de Fresnel, Difração de Fresnel, Zona de Fresnel, Fresnel equations, Integral de Fresnel, Número de Fresnel, Mémoire sur la diffraction de la lumière |
| Causa da morte | tuberculose |
Augustin-Jean Fresnel[nota 1] (10 de maio de 1788 – 14 de julho de 1827) foi um engenheiro civil e físico francês cujas pesquisas em óptica levaram à aceitação quase unânime da teoria ondulatória da luz, suplantando totalmente a teoria corpuscular da luz de Newton, desde o final da década de 1830 [3] até o fim do século XIX. Ele é talvez mais conhecido por inventar a lente de Fresnel catadióptrica (reflexiva/refrativa) e por ser pioneiro no uso de lentes "escalonadas" para estender a visibilidade dos faróis, salvando inúmeras vidas no mar. A lente escalonada dióptrica mais simples (puramente refrativa), proposta pela primeira vez pelo Conde Buffon [4] e reinventada independentemente por Fresnel, é usada em telas de lupa e em lentes condensadoras para retroprojetores.
Fresnel deu a primeira explicação satisfatória da difração por bordas retas, incluindo a primeira explicação satisfatória baseada em ondas para a propagação retilínea.[5] Ao supor ainda que as ondas de luz são puramente transversais, Fresnel explicou a natureza da polarização. Ele então trabalhou na dupla refração.
Fresnel travou uma batalha vitalícia contra a tuberculose, à qual sucumbiu aos 39 anos. Viveu apenas o suficiente para receber o reconhecimento de seus pares, incluindo (em seu leito de morte) a Medalha Rumford da Royal Society, e seu nome é onipresente na terminologia moderna de óptica e ondas. Depois que a teoria ondulatória da luz foi incorporada pela teoria eletromagnética de Maxwell na década de 1860, parte da atenção foi desviada da magnitude da contribuição de Fresnel. No período entre a unificação da óptica física por Fresnel e a unificação mais ampla de Maxwell, uma autoridade contemporânea, Humphrey Lloyd, descreveu a teoria de ondas transversais de Fresnel como "a estrutura mais nobre que já adornou o domínio da ciência física, excetuando-se apenas o sistema do universo de Newton". [6]
Primeiros anos
Família
Augustin-Jean Fresnel (também chamado de Augustin Jean ou simplesmente Augustin), nascido em Broglie, Normandia, em 10 de maio de 1788, foi o segundo dos quatro filhos do arquiteto Jacques Fresnel[11] e sua esposa Augustine, nascida Mérimée.[12] A família mudou-se duas vezes — em 1789/90 para Cherbourg,[13] e em 1794 [14] para a cidade natal de Jacques, Mathieu, onde Augustine passaria 25 anos como viúva.[15]
O primeiro filho, Louis, foi admitido na École Polytechnique, tornou-se tenente na artilharia e foi morto em combate em Jaca, Espanha.[12] O terceiro, Léonor,[11] seguiu Augustin na engenharia civil, sucedeu-o como secretário da Comissão de Faróis[16] e ajudou a editar suas obras completas.[17] O quarto, Fulgence Fresnel, tornou-se linguista, diplomata e orientalista, e ocasionalmente ajudava Augustin em negociações.[18][19] Fulgence morreu em Bagdá em 1855, após liderar uma missão para explorar a Babilônia.[19]
O irmão mais novo de Madame Fresnel, Jean François "Léonor" Mérimée,[12] pai do escritor Prosper Mérimée, era um pintor que voltou sua atenção para a química da pintura. Ele se tornou Secretário Permanente da École des Beaux-Arts e (até 1814) professor na École Polytechnique.[20]
Educação
Os irmãos Fresnel foram inicialmente educados em casa por sua mãe. O doentio Augustin era considerado o mais lento, pouco inclinado à memorização;[21][22] mas a história popular de que ele mal começou a ler até os oito anos é contestada.[23] Aos nove ou dez anos, ele não se destacava, exceto por sua habilidade em transformar galhos de árvores em arcos e armas de brinquedo que funcionavam bem demais, rendendo-lhe o título de l'homme de génie (o homem de gênio) por seus cúmplices, e uma repressão conjunta de seus mais velhos.[24][25][26]
Em 1801, Augustin foi enviado para a École Centrale em Caen, para acompanhar Louis. Mas Augustin melhorou seu desempenho: no final de 1804 foi aceito na École Polytechnique, ficando em 17º lugar no exame de admissão.[27][28][29] Como os registros detalhados da École Polytechnique começam em 1808, sabemos pouco sobre o tempo de Augustin lá, exceto que ele fez poucos ou nenhum amigo e — apesar da saúde continuamente precária — destacou-se em desenho e geometria:[30] em seu primeiro ano recebeu um prêmio por sua solução para um problema de geometria proposto por Adrien-Marie Legendre.[31][32] Formando-se em 1806, matriculou-se então na École Nationale des Ponts et Chaussées (Escola Nacional de Pontes e Estradas, também conhecida como "ENPC" ou "École des Ponts"), onde se formou em 1809, ingressando no serviço do Corps des Ponts et Chaussées como um ingénieur ordinaire aspirant (engenheiro comum estagiário). Direta ou indiretamente, ele permaneceria empregado no "Corps des Ponts" pelo resto de sua vida.[33][14][34]
Formação religiosa
Os pais de Fresnel eram Católicos Romanos da seita jansenista, caracterizada por uma visão agostiniana extrema do pecado original. A religião ocupava o primeiro lugar na educação doméstica dos meninos. Em 1802, sua mãe disse:
Citação: Rogo a Deus que dê ao meu filho a graça de empregar os grandes talentos, que recebeu, para seu próprio benefício e para o Deus de todos. Muito será pedido daquele a quem muito foi dado, e mais será exigido daquele que mais recebeu.[35]
Augustin permaneceu jansenista.[36] Ele considerava seus talentos intelectuais como dons de Deus e considerava seu dever usá-los para o benefício dos outros.[37] De acordo com seu colega engenheiro Alphonse Duleau, que ajudou a cuidar dele durante sua doença final, Fresnel via o estudo da natureza como parte do estudo do poder e da bondade de Deus. Ele colocava a virtude acima da ciência e do gênio. Em seus últimos dias, rezou por "força de alma", não apenas contra a morte, mas contra "a interrupção das descobertas... das quais ele esperava derivar aplicações úteis". [38]
O jansenismo é considerado herético pela Igreja Católica Romana, e Grattan-Guinness sugere que é por isso que Fresnel nunca obteve um posto de ensino acadêmico permanente;[39] sua única nomeação de ensino foi no Athénée de Luxembourg no inverno de 1819–20.[40][41] O artigo sobre Fresnel na Catholic Encyclopedia não menciona seu jansenismo, mas o descreve como "um homem profundamente religioso e notável por seu agudo senso de dever". [40]
Designações de engenharia
Fresnel foi inicialmente destacado para o departamento ocidental de Vendeia. Lá, em 1811, ele antecipou o que ficou conhecido como o Processo Solvay para produzir barrilha, exceto que a reciclagem da amônia não foi considerada.[42] Essa diferença pode explicar por que químicos proeminentes, que souberam de sua descoberta por meio de seu tio Léonor, acabaram considerando-a antieconômica.[43]
Por volta de 1812, Fresnel foi enviado para Nyons, no departamento sul de Drôme, para auxiliar na rodovia imperial que ligaria a Espanha e a Itália.[14] É de Nyons que temos a primeira evidência de seu interesse pela óptica. Em 15 de maio de 1814, enquanto o trabalho estava parado devido à derrota de Napoleão,[44] Fresnel escreveu um posfácio ao seu irmão Léonor, dizendo em parte:
Citação: Eu também gostaria de ter artigos que pudessem me falar sobre as descobertas de físicos franceses sobre a polarização da luz. Vi no Moniteur de alguns meses atrás que Biot havia lido no Instituto um memorial muito interessante sobre a polarização da luz. Embora eu quebre minha cabeça, não consigo adivinhar o que é isso.[45]
Até 28 de dezembro ele ainda esperava por informações, mas em 10 de fevereiro de 1815 recebeu o memorial de Biot.[46][47] (O Institut de France havia assumido as funções da Académie des Sciences francesa e de outras académies em 1795. Em 1816, a Académie des Sciences recuperou seu nome e autonomia, mas permaneceu parte do instituto.[48])
Em março de 1815, percebendo o retorno de Napoleão de Elba como "um ataque à civilização",[49] Fresnel partiu sem licença, apressou-se para Toulouse e ofereceu seus serviços à resistência monarquista, mas logo se viu na lista de enfermos. Retornando a Nyons derrotado, foi ameaçado e teve suas janelas quebradas. Durante os Cem Dias foi suspenso, suspensão que eventualmente lhe foi permitido passar na casa de sua mãe em Mathieu. Lá ele usou seu lazer forçado para iniciar seus experimentos ópticos.[50][51][52]
Contribuições para a óptica física
Fresnel fez grandes contribuições para várias áreas da óptica física. Estas incluíram estudos de difração (1815–1818), onde explicou as franjas coloridas vistas nas sombras de objetos iluminados por feixes estreitos, e realizou experimentos de espelho duplo. Ele estudou a polarização (1816–1823), descobrindo que as duas imagens produzidas por um cristal birrefringente não podiam ser combinadas para criar um padrão de difração. Uma terceira área que ele estudou foi a dupla refração (1821–1826), onde descobriu que nenhuma das duas refrações em um cristal de topázio poderia ter sido produzida por ondas secundárias esféricas comuns.[3]
Faróis e a lente de Fresnel
Em 21 de junho de 1819, Fresnel foi "temporariamente" destacado pela Commission des Phares (Comissão de Faróis) para revisar possíveis melhorias na iluminação de faróis.[54][55][56]
No final de agosto de 1819, Fresnel recomendou lentilles à échelons (lentes por degraus) para substituir os refletores então em uso, que refletiam apenas cerca de metade da luz incidente.[57][58] Enquanto a versão de Buffon era biconvexa e em uma única peça, a de Fresnel era plano-convexa e feita de múltiplos prismas para facilitar a construção. Em um espetáculo público na noite de 13 de abril de 1821, seu projeto foi demonstrado em comparação com os refletores mais recentes, que ele subitamente tornou obsoletos.[59][60]
A lente seguinte de Fresnel foi um aparelho rotativo com oito painéis de "olho de boi", feitos em arcos anulares por Saint-Gobain,[61] emitindo oito feixes rotativos — para serem vistos pelos marinheiros como um lampejo periódico. Acima e atrás de cada painel principal havia um painel de olho de boi menor e inclinado, de contorno trapezoidal com elementos trapezoidais.[62][63] O teste oficial, realizado no inacabado Arco do Triunfo em 20 de agosto de 1822, foi testemunhado pela comissão — e por Luís XVIII e sua comitiva — a 32 km de distância. O aparelho foi remontado no Farol de Cordouan sob a supervisão de Fresnel. Em 25 de julho de 1823, a primeira lente de Fresnel de farol do mundo foi acesa.[64][65]
Em maio de 1824,[66] Fresnel foi promovido a secretário da Commission des Phares, tornando-se o primeiro membro desse corpo a receber um salário,[67] embora no cargo concomitante de Engenheiro-Chefe.[68]
No mesmo ano, ele projetou a primeira lente fixa — para espalhar a luz uniformemente pelo horizonte enquanto minimizava o desperdício acima ou abaixo,[56] em um design em forma de colmeia.[69] A segunda lente de Fresnel a entrar em serviço foi uma lente fixa, de terceira ordem, instalada em Dunkerque até 1 de fevereiro de 1825.[70] Tinha um plano poligonal de 16 lados.[71]
Em 1825, Fresnel estendeu seu design de lente fixa adicionando uma matriz rotativa fora da matriz fixa. Cada painel da matriz rotativa deveria refratar parte da luz fixa de um leque horizontal em um feixe estreito.[56][72]
Também em 1825, Fresnel revelou a Carte des Phares (Mapa de Faróis), pedindo um sistema de 51 faróis mais luzes de porto menores, em uma hierarquia de tamanhos de lentes (chamadas ordens, sendo a primeira ordem a maior), com características diferentes para facilitar o reconhecimento: uma luz constante (de uma lente fixa), um lampejo por minuto (de uma lente rotativa com oito painéis) e dois por minuto (dezesseis painéis).[73]
No final de 1825,[74] para reduzir a perda de luz nos elementos refletores, Fresnel propôs substituir cada espelho por um prisma catadióptrico, através do qual a luz viajaria por refração pela primeira superfície, depois reflexão interna total na segunda superfície, e então refração pela terceira superfície.[75] O resultado foi a lente de farol como a conhecemos hoje. Em 1826, ele montou um modelo pequeno para uso no Canal de Saint-Martin.[76]
Honras
Fresnel foi eleito para a Société Philomathique de Paris em abril de 1819,[77] e em 1822 tornou-se um dos editores do Bulletin des Sciences da Sociedade.[78] Já em maio de 1817, por sugestão de Arago, Fresnel candidatou-se à membresia da Académie des Sciences, mas recebeu apenas um voto.[77] O candidato bem-sucedido naquela ocasião foi Joseph Fourier. Em novembro de 1822, a promoção de Fourier a Secretário Permanente da Académie criou uma vaga na seção de física, que foi preenchida em fevereiro de 1823 por Pierre Louis Dulong, com 36 votos contra 20 de Fresnel. Mas em maio de 1823, após outra vaga deixada pela morte de Jacques Charles,Predefinição:Tsp a eleição de Fresnel foi unânime.[79][80][81] Em 1824,[82] Fresnel foi nomeado chevalier de la Légion d'honneur (Cavaleiro da Legião de Honra).[9]
Enquanto isso, na Grã-Bretanha, a teoria ondulatória ainda não havia se consolidado; Fresnel escreveu a Thomas Young em novembro de 1824, dizendo em parte:
Citação: Estou longe de negar o valor que atribuo ao elogio de estudiosos ingleses, ou de fingir que eles não me lisonjeariam agradavelmente. Mas por muito tempo esta sensibilidade, ou vaidade, que se chama amor à glória, tem estado muito embotada em mim: trabalho muito menos para capturar os votos do público do que para obter uma aprovação interior que sempre foi a recompensa mais doce dos meus esforços. Sem dúvida, muitas vezes precisei do aguilhão da vaidade para me excitar a prosseguir minhas pesquisas em momentos de desgosto ou desânimo; mas todos os elogios que recebi dos Srs. Arago, Laplace e Biot nunca me deram tanto prazer quanto a descoberta de uma verdade teórica e a confirmação de meus cálculos por experimento.[83]
Mas "o elogio de estudiosos ingleses" logo seguiu. Em 9 de junho de 1825, Fresnel foi nomeado Membro Estrangeiro da Royal Society de Londres.[84] Em 1827[29][85] ele foi premiado com a Medalha Rumford da sociedade para o ano de 1824, "Pelo seu Desenvolvimento da Teoria Ondulatória conforme aplicada aos Fenômenos da Luz Polarizada, e por suas várias descobertas importantes em Óptica Física". [86]
Um monumento a Fresnel em seu local de nascimento[7][10] foi dedicado em 14 de setembro de 1884[8] com um discurso de Jules Jamin, Secretário Permanente da Académie des Sciences.[9][87] "FRESNEL" está entre os 72 nomes gravados na Torre Eiffel (no lado sudeste, o quarto a partir da esquerda). No século XIX, à medida que cada farol na França adquiria uma lente de Fresnel, cada um adquiria um busto de Fresnel, aparentemente vigiando a costa que ele tornara mais segura.[88] As características lunares Promontorium Fresnel e Rimae Fresnel foram posteriormente nomeadas em sua homenagem,[89] assim como o asteroide 10111 Fresnel.[90]
Declínio e morte
A saúde de Fresnel, que sempre fora precária, deteriorou-se no inverno de 1822–1823, aumentando a urgência de sua pesquisa original e (em parte) impedindo-o de contribuir com um artigo sobre polarização e dupla refração para a Encyclopædia Britannica.[91][92] Os memoriais sobre polarização circular e elíptica e rotação óptica,[93] e sobre a derivação detalhada das equações de Fresnel e sua aplicação à reflexão interna total,[94] datam deste período. Na primavera, ele se recuperou o suficiente, em sua própria visão, para supervisionar a instalação da lente em Cordouan. Logo depois, ficou claro que sua condição era tuberculose.[95]
Em 1824, foi aconselhado que, se quisesse viver mais, precisava reduzir suas atividades. Percebendo seu trabalho nos faróis como seu dever mais importante, renunciou ao cargo de examinador na École Polytechnique e fechou seus cadernos científicos. Sua última nota à Académie, lida em 13 de junho de 1825, descreveu o primeiro radiômetro e atribuiu a força repulsiva observada a uma diferença de temperatura.[96][97][98] Embora sua pesquisa fundamental tenha cessado, sua defesa não parou; até agosto ou setembro de 1826, ele encontrou tempo para responder às perguntas de John Herschel sobre a teoria ondulatória.[99] Foi Herschel quem recomendou Fresnel para a Medalha Rumford da Royal Society.[100]
A tosse de Fresnel piorou no inverno de 1826–1827, deixando-o doente demais para retornar a Mathieu na primavera. A reunião da Académie de 30 de abril de 1827 foi a última em que compareceu. No início de junho, foi levado para Ville-d'Avray, 12 km a oeste de Paris. Lá, sua mãe juntou-se a ele. Em 6 de julho, Arago chegou para entregar a Medalha Rumford. Percebendo a angústia de Arago, Fresnel sussurrou que "a coroa mais bela significa pouco, quando é colocada sobre o túmulo de um amigo". Fresnel não teve forças para responder à Royal Society. Morreu oito dias depois, no Dia da Bastilha.[101][102][103][104]
Publicações póstumas
O "segundo memorial" de Fresnel sobre dupla refração[105] não foi impresso até o final de 1827, alguns meses após sua morte.[106] Até então, a melhor fonte publicada sobre seu trabalho em dupla refração era um extrato daquele memorial, impresso em 1822.[107] Seu tratamento final da reflexão parcial e reflexão interna total,[94] lido na Académie em janeiro de 1823, foi dado como perdido até ser redescoberto entre os papéis do falecido Joseph Fourier (1768–1830), e foi impresso em 1831. Até então, era conhecido principalmente através de um extrato impresso em 1823 e 1825. O memorial introduzindo a forma de paralelepípedo do rombo de Fresnel,[108] lido em março de 1818, foi extraviado até 1846,[109][110][111] e então atraiu tanto interesse que foi logo republicado em inglês.[112] A maioria dos escritos de Fresnel sobre luz polarizada antes de 1821 — incluindo sua primeira teoria de polarização cromática (apresentada em 7 de outubro de 1816) e o crucial "suplemento" de janeiro de 1818 [113] — não foram publicados na íntegra até que suas Oeuvres complètes ("obras completas") começassem a aparecer em 1866.[114] O "suplemento" de julho de 1816, propondo o "raio eficaz" e relatando o famoso experimento do espelho duplo, teve o mesmo destino,[115] assim como o "primeiro memorial" sobre dupla refração.[116]
A publicação das obras coletadas de Fresnel foi ela própria atrasada pela morte de sucessivos editores. A tarefa foi inicialmente confiada a Félix Savary, que morreu em 1841. Foi reiniciada vinte anos depois pelo Ministério da Instrução Pública. Dos três editores eventualmente nomeados nas Oeuvres, Sénarmont morreu em 1862, Verdet em 1866 e Léonor Fresnel em 1869, época em que apenas dois dos três volumes haviam aparecido.[117][118] No início do vol. 3 (1870), a conclusão do projeto é descrita em uma longa nota de rodapé por "J. Lissajous".[119]
Não incluídas nas Oeuvres [120] estão duas notas curtas de Fresnel sobre magnetismo, que foram descobertas entre os manuscritos de Ampère.[121]:104 Em resposta à descoberta do eletromagnetismo por Hans Christian Ørsted em 1820, Ampère inicialmente supôs que o campo de um ímã permanente era devido a uma corrente elétrica circulante macroscópica. Fresnel sugeriu, em vez disso, que havia uma corrente microscópica circulando em torno de cada partícula do ímã. Em sua primeira nota, ele argumentou que as correntes microscópicas, ao contrário das correntes macroscópicas, explicariam por que um ímã cilíndrico oco não perde seu magnetismo quando cortado longitudinalmente. Em sua segunda nota, datada de 5 de julho de 1821, ele argumentou ainda que uma corrente macroscópica tinha a implicação contrafactual de que um ímã permanente deveria ser quente, enquanto as correntes microscópicas circulando em torno das moléculas poderiam evitar o mecanismo de aquecimento.[121]:101–104 Ele não poderia saber que as unidades fundamentais do magnetismo permanente são ainda menores que as moléculas. As duas notas, junto com o reconhecimento de Ampère, foram finalmente publicadas em 1885.[122]
Obras perdidas
O ensaio Rêveries de 1814 de Fresnel não sobreviveu.[123] O artigo "Sur les Différents Systèmes relatifs à la Théorie de la Lumière" ("Sobre os Diferentes Sistemas relativos à Teoria da Luz"), que Fresnel escreveu para a recém-lançada revista inglesa European Review,[124] foi recebido pelo agente do editor em Paris em setembro de 1824. A revista faliu antes que a contribuição de Fresnel pudesse ser publicada. Fresnel tentou, sem sucesso, recuperar o manuscrito. Os editores de suas obras coletadas não conseguiram encontrá-lo e concluíram que provavelmente estava perdido.[125]
Trabalho inacabado
Arraste do éter e densidade do éter
Em 1810, Arago descobriu experimentalmente que o grau de refração da luz estelar não depende da direção do movimento da Terra em relação à linha de visão. Em 1818, Fresnel mostrou que este resultado poderia ser explicado pela teoria ondulatória,[126] sob a hipótese de que, se um objeto com índice de refração $n$ se movesse com velocidade $v$ em relação ao éter externo (considerado estacionário), então a velocidade da luz dentro do objeto ganhava a componente adicional $v(1-1/n^2)$. Ele apoiou essa hipótese supondo que, se a densidade do éter externo fosse tomada como unidade, a densidade do éter interno seria $n^2$, da qual o excesso, a saber $n^2-1$, era arrastado na velocidade $v$, de onde a velocidade média do éter interno era $v(1-1/n^2)$. O fator entre parênteses, que Fresnel originalmente expressou em termos de comprimentos de onda,[127] tornou-se conhecido como o coeficiente de arraste de Fresnel.[128]
Em sua análise da dupla refração, Fresnel supôs que os diferentes índices de refração em diferentes direções dentro do mesmo meio se deviam a uma variação direcional na elasticidade, não na densidade (porque o conceito de massa por unidade de volume não é direcional). Mas em seu tratamento da reflexão parcial, ele supôs que os diferentes índices de refração de diferentes meios se deviam a diferentes densidades de éter, não a diferentes elasticidades.[129][130]
Dispersão
A analogia entre ondas de luz e ondas transversais em sólidos elásticos não prevê a dispersão — isto é, a dependência da velocidade de propagação em relação à frequência, que permite aos prismas produzir espectros e faz com que as lentes sofram de aberração cromática. Fresnel, em De la Lumière e no segundo suplemento ao seu primeiro memorial sobre dupla refração, sugeriu que a dispersão poderia ser explicada se as partículas do meio exercessem forças umas sobre as outras em distâncias que fossem frações significativas de um comprimento de onda.[131][132][133][134][135] Mais tarde, mais de uma vez, Fresnel referiu-se à demonstração deste resultado como estando contida em uma nota anexada ao seu "segundo memorial" sobre dupla refração.[136][137] Nenhuma dessas notas apareceu impressa, e os manuscritos relevantes encontrados após sua morte mostraram apenas que, por volta de 1824, ele estava comparando índices de refração (medidos por Fraunhofer) com uma fórmula teórica, cujo significado não foi totalmente explicado.[138]
Na década de 1830, a sugestão de Fresnel foi retomada por Cauchy, Baden Powell e Philip Kelland, e verificou-se que era razoavelmente consistente com a variação dos índices de refração com o comprimento de onda sobre o espectro visível para uma variedade de meios transparentes.[139][140][141] Estas investigações foram suficientes para mostrar que a teoria ondulatória era pelo menos compatível com a dispersão; se o modelo de dispersão devesse ser preciso em uma gama mais ampla de frequências, ele precisaria ser modificado para levar em conta as ressonâncias dentro do meio.[142]
Refração cônica
A complexidade analítica da derivação de Fresnel da superfície de velocidade do raio foi um desafio implícito para encontrar um caminho mais curto para o resultado. Isso foi respondido por MacCullagh em 1830 e por William Rowan Hamilton em 1832.[143][144][145]
Legado
Dentro de um século após a proposta inicial da lente escalonada de Fresnel, mais de 10 000 luzes com lentes de Fresnel protegiam vidas e propriedades em todo o mundo.[147] Sobre os outros benefícios, a historiadora da ciência Theresa H. Levitt observou:
Citação: Onde quer que eu olhasse, a história se repetia. O momento em que uma lente de Fresnel aparecia em um local era o momento em que aquela região se vinculava à economia mundial.[148]
Na história da óptica física, o bem-sucedido renascimento da teoria ondulatória por Fresnel o nomeia como a figura central entre Newton, que sustentava que a luz consistia de corpúsculos, e James Clerk Maxwell, que estabeleceu que as ondas de luz são eletromagnéticas. Enquanto Albert Einstein descreveu o trabalho de Maxwell como "o mais profundo e frutífero que a física experimentou desde o tempo de Newton", [149] comentaristas da era entre Fresnel e Maxwell fizeram declarações igualmente fortes sobre Fresnel:
- MacCullagh, já em 1830, escreveu que a teoria mecânica da dupla refração de Fresnel "honraria a sagacidade de Newton".[144]:78
- Lloyd, em seu Report on the progress and present state of physical optics (1834) para a British Association for the Advancement of Science, pesquisou o conhecimento anterior da dupla refração e declarou:
Citação: A teoria de Fresnel à qual agora procedo — e que não apenas abrange todos os fenômenos conhecidos, mas até ultrapassou a observação e previu consequências que foram posteriormente totalmente verificadas — será, estou convencido, considerada como a mais bela generalização na ciência física que foi feita desde a descoberta da gravitação universal.[150]
- Em 1841, Lloyd publicou suas Lectures on the Wave-theory of Light, nas quais descreveu a teoria de ondas transversais de Fresnel como "a estrutura mais nobre que já adornou o domínio da ciência física, excetuando-se apenas o sistema do universo de Newton". [6]
- William Whewell, em todas as três edições de sua History of the Inductive Sciences (1837, 1847 e 1857), ao final do Livro IX, comparou as histórias da astronomia física e da óptica física e concluiu:
Citação: Seria, talvez, fantasioso demais tentar estabelecer um paralelismo entre as pessoas proeminentes que figuram nestas duas histórias. Se fôssemos fazer isso, deveríamos considerar Huygens e Hooke como ocupando o lugar de Copérnico, já que, como ele, anunciaram a teoria verdadeira, mas deixaram para uma era futura dar-lhe desenvolvimento e confirmação mecânica; Malus e Brewster, agrupando-os, correspondem a Tycho Brahe e Kepler, laboriosos em acumular observações, inventivos e felizes em descobrir leis de fenômenos; e Young e Fresnel combinados, compõem o Newton da ciência óptica.[151]
O que Whewell chamou de "teoria verdadeira" desde então passou por duas revisões importantes. A primeira, por Maxwell, especificou os campos físicos cujas variações constituem as ondas de luz. Sem o benefício desse conhecimento, Fresnel conseguiu construir a primeira teoria coerente da luz do mundo, mostrando retrospectivamente que seus métodos são aplicáveis a múltiplos tipos de ondas. A segunda revisão, iniciada pela explicação de Einstein do efeito fotoelétrico, supôs que a energia das ondas de luz era dividida em quanta, que foram eventualmente identificados com partículas chamadas fótons. Mas os fótons não correspondiam exatamente aos corpúsculos de Newton; por exemplo, a explicação de Newton da refração comum exigia que os corpúsculos viajassem mais rápido em meios de maior índice de refração, o que os fótons não fazem. Nem os fótons deslocaram as ondas; em vez disso, levaram ao paradoxo da dualidade onda-partícula. Além disso, os fenômenos estudados por Fresnel, que incluíam quase todos os fenômenos ópticos conhecidos em sua época, ainda são mais facilmente explicados em termos da natureza ondulatória da luz. Assim, em 1927, o astrônomo Eugène Michel Antoniadi declarou Fresnel como "a figura dominante na óptica".[152]
Ver também
Notas
Referências
Citações
- ↑ J. Wells (2008), Longman Pronunciation Dictionary 3rd ed. , [S.l.]: Pearson Longman, ISBN 978-1-4058-8118-0.
- ↑ "Fresnel", Collins English Dictionary / Webster's New World College Dictionary.
- 1 2 Darrigol 2012, pp. 220–223.
- ↑
Chisholm, Hugh, ed. (1911). «Lighthouse». Encyclopædia Britannica (em inglês) 11.ª ed. Encyclopædia Britannica, Inc. (atualmente em domínio público). - ↑ Darrigol 2012, p. 205.
- 1 2 H. Lloyd, Lectures on the Wave-theory of Light, Dublin: Milliken, 1841, Parte II, Aula III, p. 26.
- 1 2 3 'martan' (autor), "Eure (27)", Guide National des Maisons Natales, 30 de maio de 2014.
- 1 2 Bibliothèques et Médiathèque, "Inauguration à Broglie, le 14 Septembre 1884 du buste d'Augustin Fresnel", arquivado em 28 de julho de 2018.
- 1 2 3 Académie des Sciences, "Augustin Fresnel", acessado em 21 de agosto de 2017; arquivado em 15 de fevereiro de 2017.
- 1 2 D. Perchet, "Monument à Augustin Fresnel – Broglie", e-monumen.net, 5 de julho de 2011.
- 1 2 J.H. Favre, "Augustin Fresnel", geneanet.org, acessado em 30 de agosto de 2017.
- 1 2 3 'jeanelie' (autor), "Augustine Charlotte Marie Louise Merimee" e "Louis Jacques Fresnel", geneanet.org, acessado em 30 de agosto de 2017.
- ↑ Levitt (2013, p. 23) diz "em 1790". Silliman (1967, p. 7) diz "em 1790". Boutry (1948, p. 590) diz que a família deixou Broglie em 1789.
- 1 2 3 Silliman 2008, p. 166.
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- ↑ Levitt 2009, p. 49.
- ↑ Levitt 2013, pp. 24–25.
- ↑ Buchwald 1989, p. 111.
- ↑ Essa idade foi dada por Arago em seu elogio (Arago, 1857, p. 402) e amplamente propagada (Encyclopædia Britannica, 1911; Buchwald 1989, p. 111; Levitt 2013, p. 24; etc.). Mas a reimpressão do elogio ao final das obras coletadas de Fresnel traz uma nota de rodapé, presumivelmente de Léonor Fresnel, dizendo que "oito" deveria ser "cinco ou seis", e lamentando "a pressa com que tivemos que coletar as notas que foram solicitadas tardiamente para a parte biográfica deste discurso" (Fresnel, 1866–70, vol. 3, p. 477n). Silliman (1967, p. 9n) aceita a correção.
- ↑ Levitt 2013, p. 25.
- ↑ Arago, 1857, p. 402.
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- ↑ Arago, 1857, p. 403. A solução de Fresnel foi impressa na Correspondance sur l'École polytechnique, No. 4 (Junho–Julho 1805), pp. 78–80, e reimpressa em Fresnel, 1866–70, vol. 2, pp. 681–684. Boutry (1948, p. 591) interpreta esta história como referindo-se ao exame de admissão.
- ↑ Levitt 2013, pp. 26–27.
- ↑ Boutry 1948, pp. 592,601.
- ↑ Kneller 1911, p. 147. Kneller interpreta a citação como referindo-se a Augustin; mas Verdet (em Fresnel, 1866–70, vol. 1, pp. xcviii–xcix), citado por Silliman (1967, p. 8), dá-lhe um contexto diferente, referindo-se ao sucesso acadêmico de Louis.
- ↑ Levitt 2013, p. 24.
- ↑ Kneller 1911, p. 148.
- ↑ Kneller 1911, pp. 148–149n; cf. Arago, 1857, p. 470.
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- ↑ Cf. Silliman 1967, pp. 28–33; Levitt 2013, p. 29; Buchwald 1989, pp. 113–114. A correspondência sobrevivente sobre a barrilha estende-se de Agosto de 1811 a Abril de 1812; veja Fresnel, 1866–70, vol. 2, pp. 810–817.
- ↑ Boutry 1948, pp. 593–594.
- ↑ Fresnel, 1866–70, vol. 2, p. 819; ênfase no original.
- ↑ Boutry 1948, p. 593.
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- ↑ Arago, 1857, p. 405; Silliman 2008, p. 166. Arago não usa aspas.
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- ↑ Fresnel, 1866–70, vol. 3, pp. 5–14; sobre a data, veja p. 6n.
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- ↑ Sobre as dimensões veja Elton 2009, pp. 193–194; Fresnel, 1866–70, vol. 3, p. xxxiv; Fresnel, 1822b, tr. Tag, p. 7.
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- ↑ Cf. Elton 2009, p. 198.
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- ↑ Cf. Darrigol 2012, pp. 258–260.
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Ligações externas
- Lista de traduções para o inglês de obras de Augustin Fresnel no Zenodo.
- United States Lighthouse Society.
- Obras de Augustin Jean Fresnel na Open Library.
| Precedido por David Brewster |
Medalha Rumford 1824 |
Sucedido por John Frederic Daniell |
