Augustin Jean Fresnel

French physicist. Born in Brolly, Normandy. Entered the École Centrale de Caen in 1800, studied civil engineering at the École Polytechnique in Paris in 1804, and graduated from the School of Bridge Construction before becoming a government engineer. He began his research into optics around the time of Napoleon's Hundred Days in 1814. In 1818, with the assistance of Arago, he was posted to Paris, where he produced many scientific achievements over the next six years. He was appointed lighthouse superintendent, elected a member of the French Academie des Sciences in 1823, and awarded the Rumford Medal by the Royal Society in 1827.

Fresnel's famous achievement was the formulation of the wave theory of light. In the late 18th century, the particle theory (radiation theory) of light was the mainstream in optics, coupled with the spread of Newtonian mechanics. However, in the 19th century, detailed research began on the optical properties of minerals such as crystals, and attempts were made to reorganize optical theory. In 1815, Fresnel, independently of T. Young, criticized the particle theory in a paper titled "On the Diffraction of Light." On the other hand, the Academy of Sciences supported the particle theory, and in 1817 offered a prize for the mathematics department to theorize the unsolved diffraction phenomenon. Fresnel did not adopt the particle theory, but instead used Huygens' concept of elementary waves and the principle of interference to attempt to explain not only the diffraction phenomenon of light, but also the straightness of light, which he submitted in 1818. Fresnel's wave theory of light went against the Academy's intentions, but because it was based on experiments and was mathematically argued, he was awarded the prize the following year in 1819. Fresnel initially considered light to be a longitudinal wave by analogy with sound, but after experiments with polarized light and birefringence, he came to consider it a transverse wave. As a result, he began to study the properties of the medium (aether) that transmits light waves, and in 1824 he established the basis for the dynamic properties of the aether. This theory was taken over by Cauchy, who systematized it as the elastic wave theory of light.

[Yutaka Kawamura]

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フランスの物理学者。ノルマンディーのブロリーに生まれる。1800年にカーン中央学校に入学、1804年にはパリの理工科大学校（エコール・ポリテクニク）で土木工学（シビル・エンジニアリング）を学び、橋梁(きょうりょう)築堤学校を経て、政府の技師となった。1814年のナポレオンの百日天下の動乱のころから光学の研究を始めた。1818年にはアラゴの助力でパリでの勤務となり、その後6年間に多くの科学的成果を生み出した。灯台監督官に任命されたほか、1823年にはフランス科学アカデミーの会員に選ばれ、1827年にはイギリスの王立協会からランフォード・メダルを授与された。

　フレネルを有名にした業績は光の波動論の形成である。18世紀末ごろの光学は、ニュートン力学の普及と相まって、光の粒子説（放射説）が主流であった。しかし、19世紀に入ると、結晶などの鉱物の光学的性質が詳しく研究され始め、光学理論の再体系化が図られるようになった。1815年にフレネルは「光の回折について」と題する論文で、T・ヤングとは独立に、粒子説の批判を行った。一方、科学アカデミーは、粒子説を支持する立場で、未解決の回折現象の理論化を1817年の数理部門の懸賞問題として取り上げた。フレネルは粒子説をとらず、ホイヘンスの素元波の概念、干渉の原理を用い、光の回折現象のみならず、光の直進性などの説明を試み、1818年に提出した。フレネルの光の波動論は、アカデミーの意図に反したが、実験に基づき、しかも数学的に論じたことから、翌1819年に賞が与えられた。フレネルは当初、音とのアナロジーから光を縦波だと考えていたが、偏光や複屈折についての実験から、横波と考えるようになった。この結果、光の波を伝える媒質（エーテル）の性質が研究対象となり、1824年にはエーテルの動力学的性質の基礎づけを行った。この説はコーシーに引き継がれ、光の弾性波動論として体系化された。

［河村　豊］

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