光压效应及其应用

 一、光压效应光的本质是电磁波,电磁波不仅具有能量,而且具有动量。设光子速度为c,频率为v,波长为λ,则光子的能量和动量分别为:E=hv.     

浅谈光压(摘录)

光是电磁波的一种,是一种物质,具有能量和动量。当光照射在物体表面时,给物体以压力的现象称为光压。早在1600年前后,开普勒在研究慧星尾巴总是背向     

太阳帆的原理

2005年6月21日，美俄科学家向太空发射了人类历史上第一艘太阳帆飞船——“宇宙1号”（由于搭载的火箭引擎故障，在发射后不久失去踪迹）．这艘耗资400SE美元，总重量为50kg的飞船，由8片各15m长的超薄三角形聚酯薄膜帆板组成，呈风车状，总面积达600m^2，帆板表面上涂满了反射物质．     

激光冷却原子

爱因斯坦认为,光是由光子组成的,光子是场的粒子,光子像实物粒子一样,也具有一定的动量p=E/c=hv/c=mc2/c=mc,因为光的速度很大c=3×108m/s,所以光子的运动质量就很小了.光子的动量如此之小,以致于我们在日常生活中几乎感觉不出它来.但是,对一个质量很小的原子来说,当它和光子相互作用时,光子动量就会引起原子的速度有可观的变化.     

原子辐射的偏振性

置于磁场中的受激原子所发射的光是偏振光,光的偏振性与发射的方向有关.沿磁场方向发射的光是左旋圆偏振光和右旋圆偏振光;沿垂直于磁场方向发射的光是在磁场方向上线偏振的光和在垂直于磁场方向上线偏振的光.我们以原子从初态L=1到末态L=0跃迁的辐射为例,说明原子辐射的偏振性. 原子的辐射过程是发射光子的过程.光子带有一定的能量、动量和自旋角动量(自旋角量子数为1).原子发射光子的过程必须满足相应的守恒定律.原子辐射的偏振性正是由角动量守恒定律所决定的. 取磁场方向为Z轴,初态L=1的原子角动量相对于Z轴有三个取向,磁量子数M一十…     

光压观测仪的研制

描述了由激光器、衰减器、探头和能量－压力测试仪等组成的光压观测仪．它既可以测量光压，又可以测量光能量．灵敏度高，数据稳定，操作方便     

光压观测信的研制

描述了由激光器、衰减器、探头和能量－压力测试仪等组成的光压观测仪,它既可以测量光压,又可以测量光能量、灵敏度高数据稳定,操作方便。     

基于马赫曾德干涉光路的光压测量装置设计

基于马赫曾德干涉原理,设计搭建了可调制与放大干涉条纹的光压测量装置.由频率和功率可调制脉冲激光产生光压,使真空中两面高反镀铝薄膜产生微小形变(位移),从而使由氦氖激光器发射、经半反半透镜分束的参考光和信号光的光程差改变,即干涉条纹发生改变.用CCD记录干涉条纹位移量,数据处理获得干涉条纹位移量和薄膜形变量的关系,计算出脉冲激光在薄膜处的光压.分别讨论了脉冲激光入射角度、频率等参量对检测结果的影响,并通过双角度入射方法消除了热辐射效应的影响.该检测装置可测得最小光功率为15.0mW所产生的光压大小为13.42μPa,线性工作范围为15.0mW(13.42μPa)至200mW(1179μPa),且工作稳定、灵敏度高,测量结果准确.     

基于谐振的光压测量

在扭秤的基础上,提出结合机械共振、光杠杆和电磁阻尼的光压测量方法.在大气环境中,测量激光对镜片作用的平行分力,忽略垂直镜片的分力,从而将光压与辐射效应错开,无需真空处理.采用调制光驱动扭秤,使其发生共振,并通过测量扭秤的振动幅度,得到光压的大小.实验结果表明:采用该方法测得激光器在45°入射、功率为70 mW时,产生光压为4.2×10~(-5) Pa.对共振曲线进行频谱分析及光压测量值评估,证实实验结果可靠.     

光子飓风——具有光子横向轨道角动量的时空涡旋

众所周知,光子具有沿传播方向的线性动量。光子的线性动量在光与物质的相互作用中具有重要的作用。光子与物质的动量交换可以产生光压。2018年获得诺贝尔物理学奖的光镊技术基于微纳米颗粒对光子动量改变产生的光场梯度力。光子也具有沿传播方向的角动量,包括与圆偏振相关的自旋角动量和与涡旋相位关联的轨道角动量。近年来,研究表明在高数值孔径聚焦光场和隐失波光场中存在垂直于光束传播方向的光子横向自旋角动量[1]。那么是否存在垂直于光束传播方向的光子横向轨道角动量呢(图1)?我们最新的研究给出了肯定的答案,成果发表于《自然—光子学》[2]。     

共振光压作用下单一速度原子束的偏转

近年来,研究粒子在辐射场作用下的运动很受人们的重视,因为这些研究成果可用于物理学、激光光谱学和其它一些科技领域的研究工作中。本文提出利用原子束在共振光压作用下偏转的原理,获得近于单速原子束偏转的方法,并建议利用单速原子束的偏转分析原子束中速度的分布,测量原子激发态寿命和检验光子动量传递过程的统计理论。     

6.8GeV/cπ~-N非弹性作用下π~0介子的产生

利用联合原子核研究所24立升丙烷气泡室照片,对动量为6.8GeV/cπ~- 介子与核子非弹性作用产生π~0介子的问题进行了研究。扫描了约2700对立体照片。在宽度为29.3厘米的有效范围内得到了1275个π~--N非弹性作用事例。在936个π~--p事例和339个π~--n事例中,观察到正电子、负电子对数目分别为240和89。考虑了气泡室对γ光子的探测效率,我们得到每个事例产生的平均π~0介子数_π~0=1.00±0.06。γ光子的平均横动量为_⊥γ=173MeV/c。此外,着重研究了γ光子的能量分布。在γ光子全部是由π~0介子衰变产生以及π~0介子和π~±介子具有相同能谱的假设下,利用在相同入射粒子能量的π~--N作用中所产生的次级π~±介子能量分布变换成γ光子的能量分布;将本实验所得的γ光子能量分布和变换得到的分布进行比较,这两个分布在实验误差范围内完全符合。     

光学总论 光学概论

O431.12006053803光的粒子性与多普勒频移=Particle property of light andDoppler frequency shift[刊,中]/胡成华(重庆交通大学理学院.重庆(400074))//湖北大学学报(自然科学版).—2006,28(2).—158-160从光的粒子性出发,运用狭义相对论中能量和动量的关系式,再根据原子发光过程中能量和动量的守恒定律,分析计算了运动原子和静止原子发射的光子的频率,从而得到了与波动光学中多普勒频移公式完全相同的数学表达式。图3参7(严寒)光学总论 光学概论…     

光子真是简单的无质量粒子吗？——光子概念再剖析

在近代物理文献中,光子常常作为无质量粒子被提及。然而,光子同有质量粒子行为上有本质上的不同,从有质量粒子的物理学简单地令m=0不可能得到任何光子物理。光(子)的能量—动量色散关系,速度之参照框架的(非)依赖(性),自旋与自旋投影等基本物理性质都完全不同于有质量粒子。光子与有质量粒子的玻色—爱因斯坦统计上的差别也不是粒子质量有无的问题。光子概念来自基于实验结果提出的光场之能量量子,光场量子化同有质量粒子能量的量子化采用了完全不同的方案。光场量子化是对不同光场模式直接引入产生和湮灭算符,不同模式的光场之间没有作用,谈论光子的位置没有意义,则光子的计数性——其与定域性有关——也就成了问题。严格考察关于光(子)性质的描述及其背后的物理图像,可作为进一步深入理解光(子)之本性的开始。     

在BEPC上建造γ束线站的分析

考虑电子的反冲并利用康普顿散射,研究了激光同步辐射光源(LSS)辐射的光子波长、光子能量。结果表明,对于不同的γ,LSS辐射的光子波长和能量有不同的近似公式。当γ<<λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λ1/4γ2,能量(εc2≈4γ2εc1;当γ>>λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λe/γ,能量cε2≈m0γc2;结果表明,LSS辐射的条件是种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm;LSS辐射的极值波长是λ2m ax=h/m0γv,极值能量是cε2m ax=βeε;本文后半部分提出了利用北京正负电子对撞机的强流高亮度电子束与激光的康普顿背散射产生单色γ射线的建议。     

П.Н.列别捷夫的光压实验

光压存在的实驗証明是俄国偉大物理学家列别捷夫(1866—1912)在二十世紀初期的重大貢献。列别捷夫在这些实驗中耗費了几年辛勤的劳动,克服了前人所不能克服的許多困难;最后,他在1901年第一次完成了固体所受到的光压的测量;1910年又繼續完成了气体所受到的光压的实驗。这些实驗完全証实了麥克斯韋光之电磁理論的正确性。光压的概念在十七世紀初期就已經为科学     

物性的光散射研究

一、光散射原理和提供的物性信息 一束射入物质的光,就是一根探针.当光再从物质中走出时,便携带了有关物质的各种信息.折射、反射、吸收等常规光测量,提供了关于物质的许多宏观信息.然而,最丰富的更深层次的信息,是光与物质发生非弹性散射时携带出来的[1].从粒子碰撞的角度最容易理解光散射的原理.光束由光子组成,光子具有能量ω、动量K,当它进入物质时,就和物质中激发的量子──元激发(准粒子)发生碰撞,进行能量和动量的交换.大量研究已经使人们确信,物质中存在着许多种元激发,例如物质中原子的热振动就是一种最常见的元激发,它可以用声波…     

多光子光电发射

光电发射现象,是人们最早观察到的光与固体材料相互作用的基本物理现象之一.1887年,赫芝在研究火花放电实验中偶然发现了这一现象.1905年,爱因斯坦在总结已有的光电发射实验规律基础上,提出了著名的光的波粒二象性假说,并由此导出了固体材料光电发射公式:其中 Ekmax为发射电子的最大动能,hv为一个光子的能量,hvo为固体材料光电子逸出阈值能量.对金属,hvo=Eφ,Eφ为材料逸出功;对半导体和绝缘体,hvo=EA+Eg,Eg为禁带宽度,EA为电子亲和势.(1)式所表达的是单光子与单电子相互作用的过程.按照这一公式,人们基本上解释了已有的实验现象和规律.…     

双色光量子比特

<正>单个光子可以被置于两种不同颜色的叠加态,这种双色光子的实现将在量子信息处理中发挥重要作用。光子是光的量子形态,它的发现是量子物理的关键一环。如今在诸如量子计算、安全通信以及精密测量等量子技术中,光子是最重要的基石之一。这些应用通常依赖对光子偏振或空间模式的量子控制。但令人诧异的是,光的颜色(频率)这一最显见的特性却很难在量子水平上加以控制。根据量子物理理论,频率为ν的单色光由具有能量E=hν的光子组成     

光子在真空和透明介质中的能量和动量问题

针对光子在真空和进入透明介质后的能量和动量问题进行探讨,探讨光子在透明介质中的微观运动与宏观观测中所定义的光子能量动量关系之间的联系,澄清对光子的能量动量关系和对质能关系认识上所存在的误区。