泊松亮斑

泊松是一位堅持光的微粒説的科學家，本來想用這個結論推翻光的波動説，然而，卻出現了戲劇性的一幕——這個亮斑反而成了光的波動性的一個有力證據，這是泊松無論如何沒有想到的，由於這個亮斑是泊松首先計算出來的，後人就把它稱為“泊松亮斑”。

如果把這兩件事——手影和泊松亮斑放在一起考察，一個是日常生活中司空見慣的現象，一個是需要一定條件的實驗結果，實際上兩者恰好從兩個不同側面反映了光的性質：通常情況下，光沿直線傳播；在一定條件下，光會顯示波動性。所以從這個意義上説，泊松亮斑完全是光傳播的正常現象，其“反常”僅是有悖於日常生活現象而已。 ^[2] 

激光打到不透明的圓盤上，使得圓盤的邊緣各點相當於一組次級光源，其衍射的結果，在光屏上形成的圓盤陰影的中心有一個亮點，且陰影的邊緣出現明暗相間的光環。這就是著名的泊松光斑。

利用兩個與小孔或不透明障礙物邊緣都無關的小光源，用兩塊彼此接近180°角的平面金屬鏡，避開衍射，由反射光束來產生干涉現象。並運用大量工具進行數學運算，使實驗數據與計算結果一致，被授予優勝獎。菲涅耳用波動説解釋影子的存在和光的直線傳播，並指出光的干涉現象和聲音的干涉現象所以不同，是由於光的波長短得多。

1818年，法國科學院提出了徵文競賽題目：一是利用精確的實驗確定光線的衍射效應；二是根據實驗，用數學歸納法推求出光通過物體附近時的運動情況。在法國物理學家阿拉果與安培的鼓勵和支持下，菲涅耳向科學院提交了應徵論文。

他用半波帶法定量地計算了圓孔、圓板等形狀的障礙物產生的衍射花紋。菲涅耳把自己的理論和對於實驗的説明提交給評判委員會。參加這個委員會的有：波動理論的熱心支持者阿拉果；微粒論的支持者拉普拉斯、泊松和比奧；持中立態度的蓋·呂薩克。菲涅耳的波動理論遭到了光的粒子論者的反對。

在委員會的會議上泊松指出，根據菲涅耳的理論，應當能看到一種非常奇怪的現象：如果在光束的傳播路徑上，放置一塊不透明的圓板，由於光在圓板邊緣的衍射，在離圓板一定距離的地方，圓板陰影的中央應當出現一個亮斑，在當時來説，這簡直是不可思議的，所以泊松宣稱，他已駁倒了波動理論。菲涅耳和阿拉果接受了這個挑戰，立即用實驗檢驗了這個理論預言，非常精彩地證實了這個理論的結論，影子中心的確出現了一個亮斑。

這一成功，為光的波動説增添了不少光輝。 泊松是光的波動説的反對者，泊松根據菲涅耳的計算結果，得出在一個圓片的陰影中心應當出現一個亮點，這是令人難以相信的，過去也從沒看到過，因此泊松認為這個計算結果足夠證明光的波動説是荒謬的。但是恰巧，菲涅耳和阿拉果在試驗中看到了這個亮斑，這樣，泊松的計算反而支持了光的波動説。過了不久，菲涅耳又用複雜的的理論計算表明，當這個圓片的半徑很小時，這個亮點才比較明顯。經過實驗驗證，果真如此。菲涅耳榮獲了這一屆的科學獎，而後人為紀念泊松為實驗提供了方法便稱這個亮點為泊松亮斑。 菲涅耳開創了光學的新階段。他發展了惠更斯和托馬斯·楊的波動理論，成為“物理光學的締造者”。