Voici le début des explications de Fresnel, dans le tome 2 ses œuvres complètes :

« Nous pouvons maintenant expliquer celle des deux miroirs, dans laquelle on obtient des effets très frappants de l'influence mutuelle des rayons lumineux par la réunion de deux faisceaux réfléchis régulièrement sur leur surface. Il ne faut point employer de glaces étamées, mais noircies par derrière, afin de détruire la seconde réflexion, qui compliquerait le phénomène ; des miroirs métalliques sont encore préférables. Après avoir placé les deux miroirs l'un à côté de l'autre, et de sorte que leurs bords se touchent parfaitement, on les fait tourner jusqu'à ce qu'ils se trouvent presque dans le même plan, et forment néanmoins entre eux un angle légèrement rentrant, de manière à présenter à la fois deux images du point lumineux. On peut juger de cet angle d'après l'intervalle qui sépare les images ; il faut que cet intervalle soit petit pour que les franges aient une largeur suffisante. Mais une chose à laquelle on doit apporter le plus grand soin, c'est que les miroirs ne saillent pas l'un sur l'autre dans la ligne de contact, car une saillie d'un ou deux centièmes de millimètre suffirait souvent pour empêcher l'apparition des franges. On parvient à remplir cette condition par le tâtonnement, en pressant peu à peu celui des deux miroirs que l'on croit le plus saillant contre la cire molle au moyen de laquelle on les a fixés sur un appui commun ; et l'on juge au tact, et mieux encore en cherchant les franges à l'aide de la loupe, si la condition est remplie. On pourrait sans doute imaginer un mécanisme au moyen duquel on ferait varier à volonté l'angle des deux miroirs, en évitant toute saillie de l'un sur l'autre ; mais il faudrait qu'il fût construit avec un grand soin. Si le procédé que je viens d'indiquer est plus long par les tâtonnements qu'il nécessite, il a dit moins l'avantage de n'exiger d'autre appareil que deux petits miroirs de métal ou verre noir, et d'être ainsi à la portée de tout le monde.

On ne doit employer dans cette expérience, comme dans celles de diffraction, que la lumière d'un seul point lumineux [...]

Pour découvrir ces franges, il faut s'éloigner un peu des miroirs, et recevoir directement les rayons qu'ils réfléchissent sur une loupe d'un court foyer, derrière laquelle on tient son œil placé de manière que toute sa surface paraisse illuminée. Alors on cherche les franges dans l'espace où se réunissent les rayons réfléchis sur les deux miroirs, qu'il est facile de distinguer du reste du champ lumineux à la supériorité de son éclat.

Ces franges présentent une série de bandes brillantes et obscures, parallèles entre elles, et à égales distances les unes des autres. Dans la lumière blanche elles sont parées des plus vives couleurs, surtout celles qui avoisinent le centre ; car, à mesure qu'elles s'en éloignent, elles s'affaiblissent graduellement, et disparaissent enfin vers le huitième ordre. Dans une lumière plus homogène, telle que celle qu'on peut obtenir au moyen d'un prisme ou de certains verres colorés en rouge on aperçoit un bien plus grand nombre de franges, qui ne présentent plus alors qu'une suite de bandes obscures et brillantes de même couleur. En employant une lumière aussi homogène que possible, on réduit le phénomène à son plus grand degré de simplicité. C'est dans ce cas que nous allons d'abord l'étudier particulièrement. Il nous sera facile ensuite de nous rendre compte des apparences qu'il présente avec la lumière blanche, par la superposition des bandes brillantes et obscures de chaque espèce de rayons colorés dont elle se compose.

La direction de ces bandes est toujours perpendiculaire à la ligne droite qui joindrait les deux images du point lumineux, du moins dans l'espace éclairé par la lumière régulièrement réfléchie, quelle que soit la direction de cette ligne relativement aux bords des miroirs en contact ; ce qui prouve bien qu'elles né proviennent pas d'une influence exercée par ces bords sur les rayons lumineux qui passent dans leur voisinage. On peut d'ailleurs, en augmentant l'angle des miroirs, écarter assez l'une de l'autre les deux images du point lumineux, pour que les rayons qui concourent à la production des franges soient réfléchis à des distances telles des bords en contact, qu'on ne puisse plus supposer aucune action sensible, de leur part.

La bande centrale est brillante, comme dans tes franges qui divisent l'ombre d'un corps étroit, ou celles qu'on obtient au moyen d'un écran percé de deux fentes parallèles, et suffisamment rapprochées. Cette bande brillante est placée entre deux bandes obscures du noir le plus foncé, quand un emploie, comme nous le supposons, une lumière sensiblement homogène ; chacune d'elles est suivie d'une bande brillante à laquelle succède de nouveau une bande obscure et ainsi suite. Les bandes obscures sont encore d'un noir très foncé dans les franges du deuxième et du troisième ordre ; mais, à mesure qu'on s'éloigne du centre, elles deviennent moins prononcées, ce qui tient à ce que la lumière employée n'est jamais parfaitement homogène.

Il suffit, de comparer les bandes obscures des premier, deuxième et troisième ordres à la lumière donnée par un seul miroir, pour se convaincre qu'elles sont beaucoup, moins éclairées, et que, dans les positions qu'elles occupent, l'addition des rayons d'un des miroirs à ceux de l'autre, au lieu de former une lumière plus intense, produit de l'obscurité. [...] »

Voici la recette d'Henri Bouasse, pages 75 et 76 de son livre : Interférences, 1923, Librairie Delagrave, pour réaliser l'expérience de Fresnel :

« Aucune expérience n'est réalisée avec moins de frais et d'habileté manuelle : c'est du réglage pour débutants.

On se procure chez un miroitier un déchet de bonne glace sans tain (6 × 12 cm, par exemple) : ça n'a aucune valeur marchande. D'un trait de diamant on le coupe par le milieu ; on pose les moitiés sur un morceau de marbre, de glace, d'ardoise,...réalisant approximativement un plan[...] On applique l'un contre l'autre les bords de la coupure ; on charge ces bords de deux petits poids P. La lumière est fournie par un point lumineux (trou d'épingle dans une carte de visite), placé par exemple à 4 mètres normalement au bord commun, éclairé par un arc pu à défaut par le filament d'une lampe à incandescence. Dans ce dernier cas il est commode de mettre le filament horizontal. L'incidence est quasi rasante.

Pour éviter les réflexions gênantes, on a barbouillé d'encre de Chine les tranches et les faces postérieures des miroirs [...]

Le réglage consiste simplement à incliner l'un des miroirs M2 avec des cales de papier C, jusqu'à ce que les images A1 et A2 du point radieux A paraissent très voisines l'une de l'autre. On regarde dans la partie commune des faisceaux réfléchis à 10 ou 20 cm des miroirs : il faut être bien maladroit pour ne pas voir les franges.[...] Une lentille de 3 centimètres de distance focale convient parfaitement. »

Figure 1 : montage de Fresnel.

Les points sources secondaires S1 et S2 sont les images de la fente source D donnée par les deux miroirs M1 et M2 faisant entre eux un angle π - α avec α petit (ainsi S1 et S2 sont très proches).

S1 et S2 sont symétriques de S par rapport au plan de leur miroir respectif.

On dessine les faisceaux de lumière respectivement réfléchis par chacun des deux miroirs.

Dans la partie commune des deux faisceaux réfléchis on peut observer des phénomènes d'interférences.

Figure 2 : Un faisceau lumineux émis par la source S éclaire les deux miroirs M1 et M2. Chaque miroir réfléchit une partie du faisceau initial. C'est dans la partie commune aux deux faisceaux réfléchis qu'on observe les interférences lumineuse, en plaçant, par exemple, un écran interceptant cette partie commune. S1 est l'image de S données par le miroir M1, c'est le point symétrique de S par rapport au plan du miroir M1. Le faisceau réfléchit par M1 semble provenir de S1, c'est un cône de sommet S1. De même pour S2. α est l'angle aigu formé par les deux miroirs.
Figure 3 : Calcul de la différence de chemin optique, en se plaçant dans le cas où D est grand devant a et x petit devant D.

Sur un écran coupant le domaine commun aux deux faisceaux réfléchis par les deux miroirs on observe la figure d'interférence, c'est-à-dire une alternance de franges obscures et brillantes (voir les figures 6 et 7 et ci-dessus la description du phénomène par Fresnel.

On peut interpréter le phénomène en considérant que les deux faisceaux interférant sont réellement issus de S1 et S2 , celles-ci étant deux sources synchrones et en phase.

L'état vibratoire au point P d'abscisse x est le résultat de la superposition des vibrations provenant de S1 et S2. Si les deux vibrations arrivent en phase, alors l'intensité lumineuse sera maximale.

Figure 4 : les deux vibrations qui se superposent sont en phase, on suppose que leur amplitude est identique.

Si les deux vibrations arrivent en opposition de phase, alors l'intensité lumineuse sera nulle : de la lumière plus de la lumière donne de l'obscurité.

Figure 5 : les deux vibrations qui se superposent sont en opposition phase, on suppose que leur amplitude est identique.

L'état vibratoire au point P dépend de la différence des chemins optiques parcourus par la lumière provenant de S1 et S2 :

Figure 6 : Franges d'interférences en lumière rouge.
Figure 7 : Franges d'interférences en lumière blanche.