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Augustin Jean Fresnel
Augustin-Jean Fresnel (Broglie, 10 de maio de 1788 — Ville-d'Avray, 14 de julho de 1827) foi um físico francês.[1] Fresnel contribuiu significativamente na teoria da óptica ondulatória.[1] Estudou o comportamento da luz tanto teórica como experimentalmente.[2] Foi um engenheiro civil e físico francês cuja pesquisa em óptica levou à aceitação quase unânime da teoria das ondas de luz, excluindo qualquer remanescente da teoria corpuscular de Newton, do final da década de 1830[3] até o final do século XIX. Ele talvez seja mais conhecido por inventar a lente Fresnel catadióptrica (refletiva / refrativa) e por ser pioneiro no uso de lentes "escalonadas" para aumentar a visibilidade dos faróis, salvando inúmeras vidas no mar. A lente de passo dióptrico (puramente refrativa) mais simples, proposta pela primeira vez pelo Conde de Buffon[4] e reinventada independentemente pela Fresnel, é usada em ampliadores de tela e em lentes condensadoras para projetores suspensos. Ao expressar o princípio de ondas secundárias de Huygens e o princípio de interferência de Young em termos quantitativos, e supondo que cores simples consistam em ondas sinusoidais, Fresnel deu a primeira explicação satisfatória da difração por arestas retas, incluindo a primeira explicação satisfatória da propagação retilínea baseada em ondas.[5] Parte de seu argumento era uma prova de que a adição de funções sinusoidais da mesma frequência, mas com fases diferentes, é análoga à adição de forças com direções diferentes. Supondo ainda que as ondas de luz são puramente transversais, Fresnel explicou a natureza da polarização, o mecanismo da polarização cromática e os coeficientes de transmissão e reflexão na interface entre dois meios isotrópicos transparentes. Então, generalizando a relação direção-velocidade-polarização da calcita, ele explicou as direções e polarizações dos raios refratados em cristais duplamente refrativos da classe biaxial (aqueles para os quais as frentes de onda secundárias de Huygens não são assimétricas). O período entre a primeira publicação de sua hipótese de onda transversal pura e a submissão de sua primeira solução correta ao problema biaxial foi de menos de um ano. Posteriormente, ele cunhou os termos polarização linear, polarização circular e polarização elíptica, explicou como a rotação óptica pode ser entendida como uma diferença nas velocidades de propagação para as duas direções da polarização circular e (ao permitir que o coeficiente de reflexão seja complexo) é responsável por a mudança na polarização devido à reflexão interna total, como explorada no rombo de Fresnel. Fresnel teve uma batalha ao longo da vida contra a tuberculose, à qual sucumbiu aos 39 anos. Embora não tenha se tornado uma celebridade pública em sua vida, ele viveu apenas o tempo suficiente para receber o devido reconhecimento de seus colegas, incluindo (no leito de morte) a Medalha Rumford, da Royal Society de Londres, e seu nome é onipresente na terminologia moderna da ótica e das ondas. Depois que a teoria das ondas da luz foi incluída na teoria eletromagnética de Maxwell na década de 1860, alguma atenção foi desviada da magnitude da contribuição de Fresnel. No período entre a unificação da óptica física de Fresnel e a unificação mais ampla de Maxwell, uma autoridade contemporânea, Humphrey Lloyd, descreveu a teoria das ondas transversais de Fresnel como "o tecido mais nobre que já adornou o domínio da ciência física, exceto o sistema de universo de Newton".[6] BiografiaFamíliaAugustin-Jean Fresnel (também chamado Augustin Jean ou simplesmente Augustin), nascido em Broglie, Normandia, em 10 de maio de 1788, foi o segundo de quatro filhos do arquiteto Jacques Fresnel (1755-1805)[7] e sua esposa Augustine, née. Mérimée (1755-1833).[8] Em 1790, após a Revolução, Broglie tornou-se parte do departamento de Eure. A família mudou-se duas vezes - em 1789/90 para Cherbourg[9] e em 1794[10][11] para a cidade natal de Jacques, Mathieu, onde Madame Fresnel passaria 25 anos como viúva,[12] sobrevivendo a dois de seus filhos. O primeiro filho, Louis (1786-1809), foi admitido na École Polytechnique, tornou-se tenente na artilharia e foi morto em ação em Jaca, Espanha, um dia antes de seu 23º aniversário.[8] O terceiro, Léonor (1790-1869),[7] seguiu Augustin para a engenharia civil, sucedeu-o como secretário da Comissão do Farol[13] e ajudou a editar seus trabalhos coletados.[14] O quarto, Fulgence Fresnel (1795-1855), tornou-se um destacado linguista, diplomata e orientalista, e ocasionalmente ajudou Augustin nas negociações.[15] Aparentemente, Léonor foi o único dos quatro que se casou.[8][16] O irmão mais novo de sua mãe, Jean François "Léonor" Mérimée (1757-1836),[8] pai do escritor Prosper Mérimée (1803-1870), foi um pintor que voltou sua atenção para a química da pintura. Ele se tornou o Secretário Permanente da École des Beaux-Arts e (até 1814) professor da École Polytechnique,[17] e foi o ponto de contato inicial entre Augustin e os principais físicos ópticos da época. EducaçãoOs irmãos Fresnel foram inicialmente educados em casa por sua mãe. O doentio Augustin era considerado o lento, não inclinado à memorização; [18] mas a história popular que ele mal começou a ler até os oito anos de idade é contestada.[19] Aos nove ou dez anos de idade, ele não se distinguia, exceto por sua capacidade de transformar galhos de árvores em arcos e armas de brinquedo que funcionavam muito bem, conquistando o título de homme de génie (o homem de gênio) de seus cúmplices, e uma repressão unida de seus anciãos.[20] Em 1801, Augustin foi enviado à École Centrale em Caen, como empresa de Louis. Mas Augustin elevou sua performance: no final de 1804, ele foi aceito na École Polytechnique, ficando em 17º no exame de admissão.[21][22] Quando 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 contínua má saúde - se destacou no desenho e na geometria:[23] em seu primeiro ano ele ganhou um prêmio por sua solução para um problema de geometria colocado por Adrien-Marie Legendre.[24] Formado em 1806, ele se matriculou na École Nationale des Ponts et Chaussées (Escola Nacional de Pontes e Estradas, também conhecida como "ENPC" ou "École des Ponts"), da qual se formou em 1809, ingressando no serviço do Corps des Ponts et Chaussées como aspirante a aprendiz ordinário (engenheiro comum em treinamento). Direta ou indiretamente, ele permaneceria no emprego do "Corps des Ponts" pelo resto de sua vida.[25] Formação religiosaOs pais de Augustin Fresnel eram católicos romanos da seita jansenista, caracterizados por uma visão agostiniana extrema do pecado original. A religião ficou em primeiro lugar na educação em casa dos meninos. Em 1802, a sra. Fresnel disse: Peço a Deus que dê a meu filho a graça de empregar os grandes talentos que ele recebeu, para seu próprio benefício e para o Deus de todos. Muito será perguntado a ele a quem muito foi dado, e a maioria será exigida àquele que mais recebeu.[26] Augustin permaneceu jansenista.[27] Na verdade, ele considerava seus talentos intelectuais como presentes de Deus e considerava seu dever usá-los para o benefício de outros.[28] Atormentado por problemas de saúde e determinado a cumprir seu dever antes que a morte o frustrasse, ele evitou prazeres e trabalhou até o ponto de exaustão.[29] Segundo seu colega engenheiro Alphonse Duleau, que ajudou a cuidar dele durante sua doença final, Fresnel viu o estudo da natureza como parte do estudo do poder e da bondade de Deus. Ele colocou a virtude acima da ciência e da genialidade. No entanto, em seus últimos dias, ele precisava de "força da alma", não apenas contra a morte, mas contra "a interrupção das descobertas ... das quais ele esperava obter aplicações úteis".[30] O jansenismo é considerado herético pela Igreja Católica Romana e pode ser parte da explicação de porque Fresnel, apesar de suas realizações científicas e suas credenciais monarquistas, nunca ganhou um posto de ensino acadêmico permanente; o único compromisso de ensino ocorreu no Athénée no inverno de 1819 a 1820.[31][32] Seja como for, o breve artigo sobre Fresnel na antiga Enciclopédia Católica não menciona seu jansenismo, mas o descreve como "um homem profundamente religioso e notável por seu aguçado senso de dever".[31] Trabalhos na engenhariaFresnel foi inicialmente publicado no departamento ocidental de Vendée. Lá, em 1811, ele antecipou o que ficou conhecido como o processo Solvay para a produção de carbonato de sódio, exceto que a reciclagem da amônia não foi considerada.[33][34] Essa diferença pode explicar por que os principais químicos, que descobriram sua descoberta através de seu tio Léonor, acabaram por considerá-la não econômica.[35] Por volta de 1812, Fresnel foi enviado para Nyons, no departamento sul de Drôme, para ajudar na estrada imperial que ligava Espanha e Itália.[36] É de Nyons que temos a primeira evidência de seu interesse em óptica. Em 15 de maio de 1814, enquanto o trabalho era frouxo devido à derrota de Napoleão,[37] Fresnel escreveu um "P.S." ao irmão Léonor, dizendo em parte:
No final de 1814, Fresnel ainda não tinha informações sobre o assunto.[39] (Sobre o nome Instituto, observe que a Academia Francesa de Ciências foi fundida com outras academias para formar o Institut de France em 1795. Em 1816, a Academia Francesa de Ciências recuperou seu nome e autonomia, mas permaneceu parte do Instituto.[40] Em março de 1815, percebendo o retorno de Napoleão de Elba como "um ataque à civilização",[41] Fresnel partiu sem licença, correu para Toulouse e ofereceu seus serviços à resistência monarquista, mas logo se viu na lista de doentes. Retornando a Nyons derrotado, ele foi ameaçado e teve suas janelas quebradas. Durante os Cem Dias, ele foi suspenso, o que acabou por ser permitido passar na casa de sua mãe em Mathieu. Lá, ele usou seu lazer forçado para iniciar seus experimentos ópticos.[42] Trabalhos
Ver tambémReferências
Bibliografia
Ligações externas
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