简洁隐藏在这种混乱中，我们只需要发现它。
Augustin-Jean Fresnel是一位法国土木工程师和物理学家，他在光学研究中取得的成果使波动光学理论在1830年代末至19世纪末获得了几乎普遍的认可，完全排除了牛顿微粒说的残余影响。他也许更为人所知的是发明了菲涅尔透镜（一种折反射透镜），以及开创了使用"阶梯式"透镜来扩大灯塔可见性的先例，这拯救了无数海上生命。较简单的纯折射阶梯式透镜最初由布丰伯爵提出，后被Fresnel独立重新发明，现被用于屏幕放大镜和投影仪的聚光透镜中。
通过用定量方式表述惠更斯的次生波原理和杨的干涉原理，并假设简单颜色由正弦波组成，Fresnel首次给出了直边衍射的令人满意的解释，包括第一个令人满意的基于波动的直线传播解释。他的论证的一部分是证明了相同频率但不同相位的正弦函数的相加类似于不同方向的力的相加。通过进一步假设光波是纯横波，Fresnel解释了偏振的性质、色偏振的机制，以及两个透明各向同性介质界面处的透射和反射系数。然后，通过推广方向-速度-偏振关系对于方解石的情况，他解释了双折射晶体（双轴晶体）中折射光线的方向和偏振——对于这些晶体，惠更斯的次生波前不是轴对称的。从他发表纯横波假说到提交第一个正确的双轴问题解决方案之间的时间不足一年。
后来，他创造了线性偏振、圆偏振和椭圆偏振等术语，解释了如何将光学旋转理解为两个圆偏振方向的传播速度差异，并通过允许反射系数为复数，解释了全内反射引起的偏振变化，如Fresnel菱形中所利用的那样。既得微粒理论的维护者无法用如此少的假设来匹配他对这么多现象的定量解释。
Fresnel终身与肺结核搏斗，最终在39岁时死于这种疾病。尽管在他有生之年他并未成为公众名人，但他活得足够长，得到了同行的应有认可，包括在他的临终病床上获得伦敦皇家学会的朗福德奖章，他的名字在现代光学和波动术语中无处不在。在1860年代波动光学理论被Maxwell的电磁理论所包含之后，对Fresnel贡献重要性的关注有所转移。在Fresnel统一物理光学和Maxwell更广泛统一之间的时期，当代权威Humphrey Lloyd将Fresnel的横波理论描述为"有史以来装饰物理科学领域的最高贵的结构，除了牛顿的宇宙体系之外"。
早年生活
家庭
Augustin-Jean Fresnel，也被称为Augustin Jean或简称Augustin，1788年5月10日出生在诺曼底的Broglie，是建筑师Jacques Fresnel（1755–1805）和他的妻子Augustine（婚前姓Mérimée，1755–1833）的四个儿子中的第二个。1790年，革命后，Broglie成为Eure省的一部分。这个家庭搬迁了两次——1789/90年搬到瑟堡，1794年搬到Jacques的故乡Mathieu，在那里Fresnel夫人作为寡妇生活了25年，比她的两个儿子活得都长。
长子Louis（1786–1809）被录取到École Polytechnique，成为炮兵中尉，在西班牙Jaca的战斗中阵亡，时间在他23岁生日的前一天。第三个儿子Léonor（1790–1869）跟随Augustin进入土木工程领域，继任灯塔委员会秘书，并帮助编辑了他的collected作品。第四个儿子Fulgence Fresnel（1795–1855）成为著名的语言学家、外交官和东方学家，偶尔协助Augustin进行谈判。Léonor似乎是四个兄弟中唯一结过婚的。
他们母亲的弟弟Jean François "Léonor" Mérimée（1757–1836），作家Prosper Mérimée（1803–1870）的父亲，是一位油画艺术家，后来转向绘画化学研究。他成为了École des Beaux-Arts的常任秘书，直到1814年担任École Polytechnique的教授，是Augustin与当时主要光学物理学家之间的初始接触点（见下文）。
教育
Fresnel兄弟最初由母亲在家里接受教育。体弱多病的Augustin被认为是那个不太聪慧的孩子，不倾向于死记硬背；但他几乎到八岁才开始读书的通俗故事是有争议的。在九岁或十岁时，除了他将树枝变成玩具弓和枪的能力外他表现得很一般，这些玩具制作得太好用了，为他赢得了l'homme de génie（天才）的称号，从他的同伴那里获得，也招致了长者们的联合制止。
1801年，Augustin被送到Caen的École Centrale，陪伴Louis。但Augustin提升了他的表现：1804年末他被录取到École Polytechnique，在入学考试中排名第17。由于École Polytechnique的详细记录始于1808年，我们对Augustin在那里的时间了解甚少，除了他交了很少甚至没有朋友，并且——尽管继续身体状况欠佳——在绘画和几何方面表现出色：在他的第一年，他因解决Adrien-Marie Legendre提出的几何问题而获得奖项。1806年毕业后，他随即进入École Nationale des Ponts et Chaussées（国家桥梁和道路学校，也称为"ENPC"或"École des Ponts"），1809年毕业，以ingénieur ordinaire aspirant（培训中的普通工程师）身份进入Corps des Ponts et Chaussées的服务。直接或间接地，他在余生中都在"Corps des Ponts"的雇用下工作。
宗教信仰形成
Augustin Fresnel的父母是罗马天主教詹森派信徒，其特点是对原罪的极端奥古斯丁观点。宗教在男孩的家庭教育中占首位。1802年，Fresnel夫人据报说过：
我祈求上帝赐予我的儿子恩典，使他能够利用他所获得的伟大才能为他自己和全能的上帝造福。凡是得到多的，就要多付出；得到最多的要付出最多。
Augustin始终是詹森派信徒。他确实将他的知识才能视为上帝的礼物，并认为为他人利益使用它是他的责任。受到健康状况不佳的困扰，并决心在死亡阻止他之前完成他的责任，他避免了享乐，工作到精疲力竭。根据帮助他度过最后疾病的fellow工程师Alphonse Duleau的说法，Fresnel将自然研究视为上帝力量和善良研究的一部分。他将品德置于科学和天才之上。然而在他生命的最后日子，他需要"灵魂的力量"，不仅是对抗死亡，而且对抗"发现中断……他希望从中获得有用的应用"。
詹森主义被罗马天主教会认为是异端邪说（见基督教异端邪说清单），这可能部分解释了为什么Fresnel，尽管取得了科学成就和保皇党资格，从未获得过永久的学术教学职位；他唯一的教学任职是在1819–20年冬天的Athénée。无论如何，旧天主教百科全书中关于Fresnel的简短文章没有提及他的詹森主义，但将他描述为"一个非常虔诚的人，以其强烈的责任感而著称"。
工程任务
Fresnel最初被派往西部的Vendée省。在那里，1811年他预期了后来被称为联合制碱法的纯碱生产过程，除了没有考虑氨的回收。这种差异可能解释了为什么通过他的叔叔Léonor了解他的发现的主要化学家最终认为它在经济上不可行。
约1812年，Fresnel被派往南部Drôme省的Nyons，协助建设连接西班牙和意大利的帝国公路。正是从Nyons，我们获得了他对光学的第一个兴趣的证据。1814年5月15日，由于拿破仑的失败工作进展缓慢，Fresnel在给他的弟弟Léonor的信的"附言"中写道，部分内容如下：
我还想要一些论文，可能会告诉我法国物理学家关于光的偏振的发现。我在几个月前的Moniteur中看到Biot向Institute宣读了一篇关于光的偏振的非常有趣的回忆录。虽然我绞尽脑汁，我也想不出那是什么。
直到12月28日他仍在等待信息，但他在1815年2月10日之前收到了Biot的回忆录。Institut de France在1795年接管了法国Académie des Sciences和其他académies的职能。1816年Académie des Sciences恢复了其名称和自主权，但仍是Institute的一部分。
1815年3月，认为拿破仑从厄尔巴岛回归是"对文明的进攻"，Fresnel未经请假就离开，匆匆赶往图卢兹，向保皇党抵抗力量献身，但很快就生了病。在失败中返回Nyons，他遭到威胁，他的窗户被打破。在百日期间，他被停职，后来被允许在他母亲位于Mathieu的房子里度过。在那里他利用强制的闲暇开始了他的光学实验。
对物理光学的贡献
历史背景：从牛顿到Biot
Fresnel对物理光学重建的欣赏可能会通过他发现该学科的碎片状态的概述而得到帮助。在本小节中，未被解释或其解释存在争议的光学现象以粗体类型命名。
被Isaac Newton所支持并被Fresnel的几乎所有长辈所接受的微粒光学理论轻易解释了直线传播：微粒显然移动非常快，所以它们的路径几乎是笔直的。由Christiaan Huygens在他的《论光》（1690）中发展的波动理论在假设被传播的波前穿过的每一点成为次生波前的来源的基础上解释了直线传播。鉴于传播波前的初始位置，根据Huygens，任何更晚的位置都是从较早位置发出的次生波前的通用切线表面包络线。由于通用切线的范围受到初始波前范围的限制，将Huygens的构造重复应用于均匀介质中有限范围的平面波前产生了直的、平行的光束。尽管这个构造确实预测了直线传播，但很难与水面上的波前可以绕过障碍物的常见观察相协调，与声波的类似行为相协调——导致牛顿至终身坚持，如果光是由波组成的，它会"向各个方向弯曲和传播"进入阴影。
Huygens的理论整洁地解释了普通反射定律和普通折射定律"Snell定律"，假设次生波在更密集的介质（高折射率的介质）中传播速度更慢。微粒理论，伴随着微粒受到垂直于表面作用的力的假设，同样好地解释了相同的定律，尽管含义是光在更密集的介质中传播速度更快；这个含义是错误的，但在牛顿时代甚至Fresnel时代的技术下无法直接被证明是错误的（见Fizeau–Foucault仪器）。
同样没有结论的是恒星像差——也就是说，由于地球穿过视线的速度引起的星星位置的表观变化，不要与恒星视差混淆，恒星视差是由于地球穿过视线的位移引起的。由James Bradley在1728年发现，恒星像差被广泛认为是对微粒理论的确认。但它同样与波动理论相容，如Euler在1746年所注意到的——默默假设以太（假定的在地球附近的波承载介质）没有受到地球运动的干扰。
Huygens理论的杰出优势是他对"冰岛晶石"透明方解石的双折射（双折射）的解释，基于假设
