Augustin Fresnel

Augustin Jean Fresnel [oɡysˈtɛ̃ ʒɑ̃ fʀɛˈnɛl] (* 10. Mai 1788 in Broglie, heute im Département Eure; † 14. Juli 1827 in Ville-d’Avray bei Paris) war ein französischer Physiker und Ingenieur, der wesentlich zur Begründung der Wellentheorie des Lichts beitrug.

Fresnel war Sohn eines Architekten und litt als Kind unter einer starken Lernschwäche, sodass er mit neun Jahren noch nicht lesen konnte. Mit dreizehn trat er in die École Centrale in Caen ein, und mit sechzehneinhalb in die École polytechnique, die er mit Auszeichnung des Ingenieurs absolvierte. Dann ging er zur École nationale des ponts et chaussées. Er arbeitete als Ingenieur für die Departements Vendée, Drôme und Ille-et-Vilaine. Da er aber die Bourbonen unterstützt hatte, verlor er 1814 seine Anstellung, als Napoleon wieder an die Macht kam, und wurde für kurze Zeit verhaftet. Bei der zweiten Restauration der Monarchie erhielt er einen Posten als Ingenieur in Paris, wo er einen Großteil seines übrigen Lebens verbrachte.

Seine Forschungen in der Optik, die er bis zu seinem Tode fortführte, scheinen um das Jahr 1814 begonnen zu haben, als er einen Artikel über die Aberration von Licht vorbereitete, der allerdings nicht veröffentlicht wurde. 1818 schrieb er einen Artikel über Beugung, für den er im darauffolgenden Jahr den Preis der Académie des sciences in Paris erhielt (siehe auch Poisson-Fleck). 1819 wurde er zum Sekretär der Kommission für Leuchttürme ernannt, für die er erstmals Fresnel-Linsen als Ersatz für die bis dahin benutzten Spiegel konstruierte. Er starb nahe Paris an Tuberkulose.

Die Wellentheorie des Lichts, erstmals von Thomas Young experimentell demonstriert, wurde zu einer großen Klasse von optischen Phänomenen erweitert und durch seine brillanten Entdeckungen und mathematischen Ableitungen dauerhaft etabliert. Durch den Gebrauch von zwei ebenen Metallspiegeln, die in einem Winkel von nahezu 180° zueinander angeordnet waren, vermied er die in dem Experiment von Francesco Maria Grimaldi durch die Verwendung von Blenden für die Lichttransmission auftretende Beugung. Dadurch konnte er auf überzeugende Art und Weise den Interferenzphänomenen in Übereinstimmung mit der Wellentheorie Rechnung tragen. Neben diesem Versuch ist Fresnel auch für seinen Interferenzversuch mit dem Biprisma bekannt geworden.

Mit François Arago studierte er die Gesetze der Interferenz von polarisierten Strahlen. Einige ihrer Ergebnisse fassten sie in vier Aussagen zusammen, den Fresnel-Arago-Gesetzen. Er erzeugte zirkular polarisiertes Licht mit Hilfe eines Glasrhombus, bekannt als Fresnel-Rhombus, mit stumpfen Winkeln von 126° und spitzen Winkeln von 54°.

Seine Arbeiten zu Fragen der Optik erfuhren während seiner Lebenszeit nur wenig öffentliche Anerkennung, und viele seiner Artikel wurden von der Académie des Sciences erst Jahre nach seinem Ableben gedruckt. Aber wie er 1824 an Young schrieb, war „die Sensibilität oder die Eitelkeit, die Liebe des Ruhms genannt wird“ in ihm abgestumpft. „All die Komplimente, die ich von Arago, Laplace und Biot erhalten habe, bereiteten mir nie so viel Vergnügen wie die Entdeckung der theoretischen Wahrheit, oder die Bestätigung einer Berechnung durch das Experiment.“

1823 wurde er zum Mitglied der Académie des sciences gewählt.^[1] Am 9. Juni 1825 wurde Fresnel als Auslandsmitglied („Foreign Member“) in die Royal Society gewählt, die ihm 1824 die Rumford-Medaille verliehen hatte.^[2]

1969 wurde von französischer Seite vorgeschlagen, eine Einheit der Frequenz (ein Terahertz) ihm zu Ehren mit Fresnel zu benennen, dies wurde jedoch nie umgesetzt.

Die Klippe Rimae Fresnel auf dem Erdmond ist nach ihm benannt. Seit 1999 trägt der Asteroid (10111) Fresnel seinen Namen.

Fresnel ist unter den 72 Namen auf dem Eiffelturm verewigt.

2019 gab die französische Post ihm zu Ehren eine Briefmarke mit einem Nennwert von 1,05 € heraus (Yvert et Tellier Nr. 5319).^[3]

Fresnels Name fand in folgende Begriffe (Deonyme) Eingang:

• Die Fresnel-Integrale sind spezielle uneigentliche Integrale.
• Die Fresnelschen Formeln beschäftigen sich mit dem Reflexionsgrad elektromagnetischer Wellen.
• Fresnel-Linsen können mit wesentlich weniger Glas ebenso kurze Brennweiten erzeugen wie herkömmliche Linsen.
• Die Fresnel-Zonenplatte kann durch Beugung und Interferenz auch für Röntgenstrahlen eingesetzt werden.
• Die Fresnelzone beschreibt einen räumlichen Bereich zwischen Sende- und Empfangsantenne einer Funkstrecke.
• Der Fresnelsche Biprismaversuch ist eine Versuchsanordnung zur Erzeugung von Interferenz von Lichtstrahlen aus einer divergenten Lichtquelle.
• Der Fresnelsche Doppelspiegel erzeugt ebenfalls interferenzfähige Lichtstrahlen aus einer divergenten Lichtquelle.
• Das Fresnelsche Parallelepiped ist ein optisches Prisma, mit dem sich 45°-linear-polarisiertes Licht in zirkular-polarisiertes Licht umwandeln lässt.
• Der Fresnelsche Mitführungskoeffizient diente der Berechnung der Lichtgeschwindigkeit in bewegten Medien.
• Die Fresnel-Zahl beschreibt, wie stark die Beugung eines Lichtstrahls an einer Blende ist.
• Das Fresnel-Prisma ist eine volumen- und massereduzierte Bauform eines optischen Prismas.
• Die Fresnel-Beugung ist eine Näherung des Beugungsintegrals für das Nahfeld.

Zeitschriftenbeiträge

• Mémoire sur la diffraction de la lumière […]. In: Anales de chimie et de physique.
  • Band 1, 1816, S. 239–281 (Digitalisat).
  • Band 11, 1819, S. 246–296 (Digitalisat).
  • Band 11, 1819, S. 337–378 (Digitalisat).
  • Memoir on the diffraction of light. In: Henry Crew (Hrsg.): The wave theory of light. Memoirs of Huygens, Young and Fresnel (= Scientific memoirs Band 10). American Book Company, New York / Cincinnati / Chicago [1900], S. 79–144 (Digitalisat).
• Sur l’influence de la chaleur dans les couleurs développées par la polarisation. In: Anales de chimie et de physique. Band 4, 1817, S. 298–300 (Digitalisat).
• Sur l’influence du mouvement terrestre dans quelques phénomènes d’optique. In: Anales de chimie et de physique. Band 9, 1818, S. 57–66, 286–287 (Digitalisat).
• Mémoire sur l’action que les rayons de lumière polarisés exercent les uns sur les autres. In: Anales de chimie et de physique. Band 10, 1819, S. 288–306 (Digitalisat) – mit François Arago.
  • On the action of rays of polarized light upon each other. In: Henry Crew (Hrsg.): The wave theory of light. Memoirs of Huygens, Young and Fresnel (= Scientific memoirs Band 10). American Book Company, New York / Cincinnati / Chicago [1900], S. 145–155 (Digitalisat).
• Note sur des essais ayant pour but de décom poser l’eau avec un aimant. In: Anales de chimie et de physique. Band 15, 1820, S. 219–222 (Digitalisat).
  • = In: Collection de mémoires relatifs à la physique. Band 2: Mémoires sur l’électrodynamique. Gauthier-Villars, Paris 1885, S. 76–79 (Digitalisat).
• Résumé d’un mémoire sur la réflexion de la lumière. In: Anales de chimie et de physique. Band 15, 1820, S. 379–386 (Digitalisat).
• Note sur le calcul des teintes que la polarisation développe dans les lames cristallisées. In: Anales de chimie et de physique. Band 17, 1821
  • S. 102–112 (Digitalisat).
  • S. 167–196 (Digitalisat).
  • S. 312–316 (Digitalisat).
• Note sur les remarques de M. Biot. In: Anales de chimie et de physique. Band 17, 1821, S. 393–412 (Digitalisat).
• Explication de la réfraction dans le système des ondes. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1821. Paris [1821], S. 152–160 (Digitalisat).
  • In: Anales de chimie et de physique. Band 21, 1822, S. 225–249 (Digitalisat).
• Extrait d’un mémoire sur la double réfraction. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1822. Paris [1822], S. 63–71 (Digitalisat).
• Extrait d’un mémoire sur un nouveau système d’éclairage des phares. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1822. Paris [1822], S. 123–127 (Digitalisat).
• Note sur la double réfraction du verre comprimé. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1822. Paris [1822], S. 139–142 (Digitalisat).
  • In: Anales de chimie et de physique. Band 20, 1822, S. 376–383 (Digitalisat).
• Sur l’ascension des nuages dans l’atmosphère. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1822. Paris [1822], S. 159–160 (Digitalisat).
  • In: Anales de chimie et de physique. Band 21, 1822, S. 260–263 (Digitalisat).
  • In: Journal de physique, de chimie, d’histoire naturelle et des arts. Band 95, Paris 1822, S. 393–395. (Digitalisat).
• Sur l’ascension des nuages dans l’atmosphère. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1822. Paris [1822], S. 159–160 (Digitalisat).
  • In: Anales de chimie et de physique. Band 21, 1822, S. 260–263 (Digitalisat).
  • In: Journal de physique, de chimie, d’histoire naturelle et des arts. Band 95, Paris 1822, S. 393–395. (Digitalisat).
• Extrait d’un mémoire sur la double réfraction particulière que présente le cristal de roche dans la direction de son axe. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1822. Paris [1822], S. 191–193 (Digitalisat).
  • In: Anales de chimie et de physique. Band 28, 1825
    • S. 147–161 (Digitalisat).
    • S. 263–279 (Digitalisat).
• Réponse à la lettre de M. Poisson […]. In: Anales de chimie et de physique. Band 23, 1823
  • S. 32–49 (Digitalisat).
  • S. 113–123 (Digitalisat).
• Note sur le phénoméne des anneaux colorés. In: Anales de chimie et de physique. Band 23, 1823, S. 129–135 (Digitalisat).
• Quelques observations sur les principales objections de Newton contre le système des vibrations lumineuses et sur les difficultés que présente son hypothèse des accès. In: Bibliothèque universelle des sciences, belles-lettres et arts. Genf 1823, S. 73–99 (Digitalisat).
• Extrait d’un mémoire sur la loi des modifications imprimées à la lumière polarisée par sa réflexion totale dans l’intérieur des corps transparents. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique de Paris. Année 1823. Paris [1823], S. 29–36 (Digitalisat).
  • In: Anales de chimie et de physique. Band 29, 1825, S. 175–187 (Digitalisat).
• Sur les propriétés optiques de la tourmaline. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique de Paris. Année 1823. Paris [1823], S. 91–92 (Digitalisat).
• Sur les dilatations inégales qu’un même cristal peut éprouver dans différentes directions. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique de Paris. Année 1823. Paris [1823], S. 181–183 (Digitalisat).
• Rapport sur le Microscope achromatique de M. Selligue. In: Annales des sciences naturelles. Band 3, Paris 1824, S. 345. (Digitalisat).
• Sur les contractions produites par la chaleur dans les cristaux. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique de Paris. Année 1824. Paris [1824], S. 40 (Digitalisat).
• Sur la direction des axes de double réfraction dans les cristaux. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique de Paris. Année 1824. Paris [1824], S. 40 (Digitalisat).
• Considérations théoriques sur la polarisation de la lumière. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique de Paris. Année 1824. Paris [1824], S. 147–158 (Digitalisat).
• Note sur la répulsion réciproque que des corps échauffés exercent les uns sur les autres à des distances sensibles. In: Nouveau bulletin des sciences, par la Société Philomatique de Paris. Année 1825. Paris [1825], S. 84–86 (Digitalisat).
  • In: Anales de chimie et de physique. Band 29, 1825
    • S. 57–62 (Digitalisat).
    • S. 107–108 (Digitalisat).
• Mémoire sur la loi des modifications que la réflexion imprime à la lumière polarisée. In: Anales de chimie et de physique. Band 46, 1831, S. 225–264 (Digitalisat).
• Mémoire sur les couleurs développées dans des fluides homogènes par la lumière polarisée. In: Anales de chimie et de physique. 3. Folge, Band 17, 1846, S. 172–199 (Digitalisat).
• Mémoire sur la réflexion de la lumière. In: Anales de chimie et de physique. 3. Folge, Band 17, 1846, S. 316–338 (Digitalisat).

Gesammelte Schriften

• Henri de Senaramont, Émile Verdet, Léonor Fresnel (Hrsg.): Oeuvres complètes d’Augustin Fresnel. 3 Bände, Paris 1866–1870 (Band 1, Band 2, Band 3).

• François Arago: Fresnel. Biographie lue en séance publique de l’Académie des sciences, le 26 juillet 1830. In: Jean-Augustin Barral (Hrsg.): Oeuvres complètes de François Arago. Band 1, Gide et J. Baudry, Paris / T. O. Weigel, Leipzig 1854, S. 107–185 (Digitalisat, PDF).
• G. A. Boutry: Augustin Fresnel: His time, life and work, 1788–1827. In: Science progress. Band 36, 1948), S. 587–604 (JSTOR:43413515).
• Alphonse Duleau: Notice sur A. Fresnel. In: Revue encyclopédique. Band 39, 1828, S. 558–567 (Digitalisat).
  • Gavin R. Putland (Übers.): Obituary for Augustin Fresnel. 2026 (Digitalisat).
• Robert H Silliman: Fresnel, Augustin Jean. In: Complete Dictionary of Scientific Biography. Band 5, Charles Scribner’s Sons, 2008, S. 165–171.

Commons: Augustin-Jean Fresnel – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Augustin Fresnel im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• John J. O’Connor, Edmund F. Robertson: Augustin Jean Fresnel. In: MacTutor History of Mathematics archive (englisch).
• Artikel von/über Augustin Jean Fresnel im Polytechnischen Journal
• Fresnel-Linsen Hersteller In: United States Lighthouse Society von Thomas Tag (engl.)

1. ↑ Verzeichnis der Mitglieder seit 1666: Buchstabe F. Académie des sciences, abgerufen am 16. November 2019 (französisch). 
2. ↑ Eintrag zu Fresnel; Augustin Jean (1788–1827) im Archiv der Royal Society, London
3. ↑ n° 5319 - Timbre France Poste In: Yvert et Tellier