菲涅耳 Augustin Jean Fresnel

菲涅耳 Augustin Jean Fresnel
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

菲涅耳〈1788-1827〉對光的行為做許多理論與實驗研究，「菲涅耳透鏡」的發明者。他在以太學說之上建構光波理論。明確指出光波是全然的橫波。

菲涅耳於1788年5月10日菲涅耳出生於法國諾曼地，爸爸是一位建築師，而媽媽也是來自建築師家庭，從小身體就虛弱，在他6歲的時候適逢法國大革命，因工作關係全家搬到法國卡昂的一個小村莊，菲涅耳的父母即扮演他小學老師的角色，但是他學習速度很 慢，到8歲還不會閱讀，一直到12歲後才開始接受當地的學校教育，在那裡他認識到科學之美，也啟發他的數學能力。1804年他進入巴黎工藝學院，然而他的 內心很掙扎，因他的生長背景促使他必須往工程師的職業發展，2年之後他從工藝學院畢業又進入巴黎公路學校，1809年取得了正式工程師的執照，於是開始於 法國政府部門下從事工程相關工作。

1814年拿破崙自被放逐的厄爾巴島返回，但菲涅耳因支持保皇份子而失去了他的工作，這段期間在他工作之餘便研究科學，1801年楊格雖提出光的波動 理論，卻沒獲得任何支持，不過他一開始不知道原來他的研究已被許多科學家發表出來了，於是他開始作繞射的實驗，並推導出許多公式去解釋反射、折射、雙折射 及光線反射透明物質的偏振現象，1815年他發表他第一篇論文，嘗試去解釋光繞射的現象，菲涅耳為了證明光波的干涉而設計很多裝置製造干涉條紋，因為他是 工程師的關係，所以他自己也製作了很多透鏡，並設計不同的裝置。

雖然菲涅耳的許多實驗在1797和1799年間楊格已於劍橋大學做過，但他將其理論以數學 公式佐證更進一步發展，1816年他提出光繞射的論文，附帶上充分實驗數據及理論，後來傅科與斐索兩人測量出光在水中的速度比在空氣中慢，使光波動說獲得 決定性的勝利。不過在當時科學界對光的性質仍然沒有統一的見解。1821年他與阿拉戈合作研究偏振光的干涉，並肯定光是屬於橫波，兩年後他發現圓偏振光和 橢圓偏振光，並以光波理論解釋偏振面的旋轉，同年他當選為法國科學院的一員。

1822年菲涅耳發明了一種透鏡裝置可使光束更強，至今仍被廣泛地使用於世界各地的燈塔裡，這種裝置可以遠在20英哩以上仍看的見光束。菲涅耳對科學 的貢獻很多，1825年被選為英國皇家學會會員，然而他的科學研究耗費他大量的收入並影響他的健康狀況，因太過疲累他罹患了肺結核，1826年英國皇家學 會授與他倫福德獎章，1827年七月14日菲涅耳死於法國阿夫賴城。

菲涅耳只活了39年，雖然短暫但他有很多偉大的貢獻，像他製作透鏡的方法至今仍在使用，如菲涅耳透鏡〈螺紋透鏡〉，以及提出光波是橫波等，尤其在光學上的成就令當時的科學向前邁進一大步。

參考資料：
1. http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/fresnel.html
2. http://www-groups.dcs.st-and.ac. … aphies/Fresnel.html
3. http://profleeclub.ep.nctu.edu.t … les/253/index.phtml