I bob. Optikaning vujudga kelishi

1.7-rasm. Frenel nometall
. mikroto'lqinli antennalarni, optik asboblarni va hatto Vavilov - Cherenkov effekti kabi yaqinda kashf etilgan hodisalarni radiofizik hisoblashning asosiy usuliagaaylandi. Yangi tamoyildan foydalangan holda birinchi hisob-kitoblarni Frenelning o'zi amalga oshirdi.

Interferentsiya printsipini kashf etish, yuqorida aytib o'tilganidek, Jungga tegishli. Frenel o'z ishini bilmasdan mustaqil ravishda ushbu kashfiyotga keldi. Keyin Arago unga Jungning ishi to'g'risida xabar berdi.

Frenel asta-sekin hamkasblarini yorug'lik tabiatiga eng mos keladigan to'lqin nazariyasi ekanligiga ishontirishga muvaffaq bo'ldi. Shunday qilib, Parij Fanlar akademiyasi tomonidan taklif qilingan difraktsiya mavzusidagi tanlovda Frenelning "Natura cimplex et fecunda" ("Tabiat sodda va samarali") nomli asari g'olib bo'ldi. Biot, Arago, Laplas, Gay-Lyussak va Puassonlarni o'z ichiga olgan komissiya tomonidan ushbu asarni muhokama qilish paytida Frennelga o'z g'oyalarini targ'ib qilishda katta yordam bergan epizod paydo bo'ldi. Frenelga qarshi chiqqan Puasson, ikkinchisining usuli yordamida, soya markazida dumaloq ekrandan, ma'lum bir holatda, yorqin nuqta bo'lishi kerakligini hisoblab chiqdi. Ushbu hisob-kitob Aragoning to'g'ridan-to'g'ri eksperimenti bilan tasdiqlandi va kuzatishlar nazariyaning xulosalarini to'liq tasdiqladi. Puassonning e'tirozi Frenelning to'g'riligini tasdiqlashga aylandi.
Frenelning raqobatbardosh asarining o'ziga xos nomi uning dunyo tuzilishi haqidagi tabiiy-falsafiy g'oyalarini aks ettiradi. Xotira ko'plab Frenel aralashuv tajribalarini, shu jumladan taniqli biprizm va Frenel ko'zgularini tasvirlaydi. Shuningdek, u Gyuygens - Frenel printsipining yangi formulasini, turli xil diffraktsiya masalalarini hisob-kitoblari bilan jadvallarni, to'lqin nazariyasi doirasida yorug'likning sinishini tushuntirishni o'z ichiga oladi.
Aslida, hozirgi kunga qadar faqat qutblanish hodisalari to'lqin nazariyasi yordamida tavsifni rad etgan. Frenelning o'zi buni 1816- yilda ta'kidlagan. U qo'shimcha ravishda yorug'lik tushunchasini modifikatsiya qilish zarurligini ta'kidladi va "bu yorug'lik modifikatsiyasi yorug'lik to'lqinlarining transversitesidan iborat ". Yorug'lik to'lqinlarining transversitesiyasi g'oyasi shu qadar yoritilgan efirga tegishli bo'lishi kerak bo'lgan elastik suyuqliklardagi tebranishlarning tabiati haqidagi aniq g'oyalarga zid edi, chunki Fresnel bu fikrni ochiq aytishga shoshilmadi, garchi o'zi ham ishongan bo'lsa ham bu. 1817- yil 12-yanvarda bu fikrni aytgan Jung ko'proq jur'at etdi. Frenel shoshilmadi va Arago bilan birgalikda ikki o'zaro perpendikulyar yo'nalishda nurlanishning xalaqit bermasligiga amin bo'lganida shunday qildi.
Frenelning fikri shundan iboratki, tabiiy yorug'lik "turli yo'nalishlarda qutblangan to'lqinlar tizimining tezkor ketma-ketligi yoki aniqrog'i" dir. Bunda qutblanish akti o'zaro perpendikulyar ikkita yo'nalishda ko'ndalang harakatlarning kengayishidan iborat. Bu g'oya shunchalik "fitna" tuyuldiki, hatto Frenelning sodiq ittifoqchisi Arago ham u bilan rozi bo'lishga jur'at etmadi. Bu ilm-fan an'analar va mavjud nazariyalarni buzgan holda "biz uchun ravshan" dan "tabiatan aniq" tomon o'sib boradigan yana bir holat.
Frenel nazariyasi efir masalasini butunlay boshqa tekislikka qo'ydi: uning mos kelmaydigan xususiyatlarini qanday izohlash mumkin. Nima uchun efirning egiluvchanligi siqilish va kamyoblikda emas, balki faqat siljish deformatsiyasida ifodalanadi? Xususiyatlari bo'yicha qattiq jismga o'xshash efir nima uchun samoviy jismlarning u orqali harakatlanishiga qarshilik ko'rsatmaydi? Frenel bu savollarga javob berolmadi, ammo biz uni bilamiz. Eter oddiygina mavjud emas va yorug'lik to'lqinlari havodagi akustik to'lqinlarga o'xshamaydi, ular ilgari yorug'lik to'lqinlarining analogi bo'lib xizmat qilgan.
Frenel yorug'lik to'lqinlarining transversitet g'oyasidan foydalangan holda, qutblanish hodisasini tushuntirishga muvaffaq bo'ldi va qutblangan nurga aralashish printsipini qo'llagan holda "ko'plab optik hodisalarni tushuntirib berdi". Xususan, 1821- yilda u dumaloq va elliptik qutblanish tushunchasini kiritdi, qutblangan to'lqinlarni o'rganish uchun oqlangan usullarni taklif qildi (masalan, Frenel parallelepiped).
1823- yilgi ishida Frenel Yerni va Dunyo okeanining sirtlarini passiv va faol masofadan zondlash yordamida o'rganishning masofaviy usullari uchun hanuzgacha asos bo'lgan nurni aks ettirish formulalarini (Frenelning formulalari) asoslab berdi.
Frenelning kristalli optik sohasidagi epchillik yutuqlari haqida unutmasligimiz kerak. Gyuygens g'oyalaridan foydalangan holda va o'zgartirgan Fresnel ajoyib konstruktsiyani - kristalning elastikligini yaratadi. Anizotropik muhitda yorug'lik to'lqinlarining tarqalish tezligining o'zgarishini hisoblash uchun foydalanish mumkin. Fresnel g'oyalarini rivojlantirgan Hamilton 1832- yilda ikki tomonlama kristallarda mayda effekt - konusning sinishi borligi to'g'risida xulosa qildi, uni Irlandiyalik fizik Xamfri Lloyd (1800-1881) o'sha yili kashf etdi . Bu yorug'likning to'lqin nazariyasi uchun ajoyib g'alaba edi. Keyinchalik, fransuz matematikasi Avgustin Koshi (1789-1857) to'lqin nazariyasi yorug'likning tarqalishini tushuntirishi mumkinligini ko'rsatdi.
Frenel tomonidan qisqa vaqt ichida hal qilingan vazifalar ko'lami nihoyatda qoyil qoldi. Ammo yuqorida aytib o'tilganlarga, keyinchalik Yerning harakatining optik effektlarga ta'siri haqidagi g'oyasini ham qo'shish kerak, bu keyinchalik katta ahamiyatga ega bo'lib, relyativistik hodisalarga qiziqish uyg'otdi. Frenel efirni vosita tomonidan qisman yutish nazariyasining muallifi edi . Albatta, Frenel merosidagi asosiy narsa optik tadqiqotlardir. Biroq, u ham ajoyib muhandis bo'lib chiqdi. Olim tomonidan ishlab chiqilgan maxsus, zinapoyali ob'ektiv asosida u ixtiro qilgan dengiz chiroqlari uchun optik tizim dunyo miqyosida shuhrat qozondi.
XIX asr olim-optiklari orasida Jozef Fraunhoferning ismini eslatib o'tmaslik mumkin emas .
Jozef Fraunhofer (1787-1826) kambag'al Bavariya glazirining o'g'li edi va mehnat faoliyatini bolaligidan boshladi. 14 yoshigacha Fraunhofer umuman savodsiz edi. 12 yoshida u butun oilasi qulab tushgan uy xarobalari ostida vafot etganida, va kichik Jozef jiddiy jarohat oldi. Banker Utzschnerider , bolaga yordam berdi va u malakali optikka aylandi. 1806 yilda u Utzschneiderga tegishli bo'lgan kompaniyaga qarashli Optik va mexanik institutga keldi. Malaka va iste'dod Fraunhoferning karerasida tez o'sishiga va biznesdagi muvaffaqiyatlariga olib keldi. 1811- yilda u allaqachon Bavariya optik sanoatining boshida edi va u tomonidan tashkil etilgan "Utzschneider & Fraunhofer" kompaniyasi dunyodagi eng yaxshi optik asboblarni ishlab chiqaruvchilardan biriga aylandi.
Jozef Fraunhofer optikada ikkita muhim kashfiyot qildi. Birinchidan, " Fraunhofer chiziqlari" - Quyosh spektridagi qorong'u chiziqlar, ularning kelib chiqishi tufayli atmosferada chiqadigan yorug'lik energiyasini yutishi (1.6-rasm). Ushbu satrlarni birinchi marta 1802- yilda Uilyam Xayd Vollaston (1766-
1
828) ko'rgan, ammo u ularning mohiyatini tushunmagan va batafsil tekshirmagan. Bu 1814-1815 yillarda Fraunhofer edi. Ushbu hodisani batafsil o'rganib chiqdi va 1817- yilda tasvirlab berdi.