ASTRONET - lumina de presiune

ușoară presiune - presiunea exercitată asupra luminii de reflexie și corpurile, particule și molecule individuale și atomi absorbind; una dintre acțiunea ponderomotive luminii. asociate cu transmiterea electromagnetic substanței puls câmp. Ipoteza existenței presiunii luminii a fost sugerată mai întâi de J. Kepler (J.Kepler) în secolul al 17-lea. pentru a explica respingerea cozilor cometa departe de Soare Teoria presiunii luminii în cadrul electrodinamicii clasice dat J. Maxwell (J.Maxwell) în 1873. În ea presiunea luminii este strâns asociat cu împrăștierea și absorbția undelor electromagnetice de particule de materie. În cadrul teoriei cuantice, presiunea luminii - fotoni rezultat al corpului de transfer de impuls.

Experimental, presiunea luminii asupra solidelor a fost mai întâi investigat de Lebedev în 1899. Principalele dificultăți în descoperirea experimentală a presiunii luminii este să aloce radiometrice de fond și forțele convective. amploarea care depinde de corpul de presiune a gazului ambiant și cu vid presiune insuficientă poate depăși cu mai multe ordine de lumină. In experimentele Lebedev intr-un borcan (mm Hg. V.) Sticlă evacuat pe o fire subțire de argint rocker cu balanța de torsiune fixate pe ele un strat subțire de disc aripi, care sunt iradiate suspendate. Clapele au fost realizate din diferite metale și mică, cu suprafețe opuse identice. iradiind Secvențial o suprafață frontală și o flapsuri spate de diferite grosimi, Lebedev ar putea neutraliza forțele radiometrice de acțiune reziduală și de a obține o (% eroare) acord satisfăcător cu teoria lui Maxwell. În 1907-1910 Lebedev a efectuat experimente chiar mai subțiri pe investigarea ușoară presiune asupra gazelor și a obținut, de asemenea, un acord bun cu teoria.

Presiunea luminii joaca un rol important in fenomenele astronomice si atomice. In lumina presiunea astrofizica, împreună cu presiunea gazului asigură stabilitatea de stele, contracarând forțele de gravitație. Acțiunea de presiune ușoară reprezintă o formă de cozi de comete. Aceasta se referă la efectele nucleare t. N. Eficacitate luminoasă, care se confruntă cu un atom excitat cu emisia unui foton.

In medii condensate, presiunea luminii poate provoca purtătorilor de curent (a se vedea efectul fotoelectric).

Caracteristicile specifice ale presiunii luminii detectate în sistemele diluate la rezonanță nucleară prin difuziunea luminii intense când frecvența laserului egală cu frecvența tranziției atomice. Absorbirea un foton, atom câștigă impuls în direcția razei laser și intră într-o stare excitată. Mai departe, care emite spontan un foton, atom capătă un impuls (eficacitatea luminoasă) într-o direcție arbitrară. În absorbția ulterioară și emisia spontană de fotoni prin impulsuri luminoase direcționate aleatoriu reculului se anulează, și, în cele din urmă, atomul de rezonanță capătă un impuls direcționat de-a lungul presiunea luminii rezonant fasciculului de lumină. Forța F a presiunii luminii rezonant la atom este definit ca impulsul transferat din densitatea fluxului de fotoni pe unitatea de timp N, unde - un singur impuls foton. - un rezonant de absorbție foton secțiune transversală, - lungimea de undă a luminii. La densități relativ scăzute de radiație presiunea luminii rezonant este direct proporțională cu intensitatea luminii. La densități mai mari, N, în legătură cu capătul () durata de viață a nivelului excitat are loc saturație de absorbție și presiunea de saturație de rezonanță a luminii (vezi. Efect Saturation). În acest caz, presiunea luminii creează fotoni emisi snontanno atomi cu frecvența medie (inversul duratei de viață a atomilor excitați) într-o direcție determinată diagrama aleatoare emițătoare atom. forța de presiune Lumina încetează să depindă de intensitatea, așa cum este determinat de rata de descreștere spontană :. Pentru valorile tipice de -1 și forța de presiune ușoară m eV / cm; la presiunea de saturație a luminii de rezonanță poate crea atomi de accelerație până la 10 5 g (g - accelerația gravitațională). Astfel de forțe mari permit controlul selectiv al fasciculului atomic. varierea frecvenței luminii și diferite care acționează asupra unui grup de atomi care diferă frecvențe de absorbție de rezonanță mici. În special, este posibil să se comprime distribuția maxwelliana a vitezei, îndepărtarea din fascicul atom de mare viteză. Lumina laser este îndreptată către fasciculul atomic, în timp ce selectarea frecvenței și formei spectrului de emisie, astfel încât cele mai puternice efecte inhibitoare ale presiunii luminii experimentat cel mai rapid atomii datorită deplasării lor Doppler mai mare a frecvenței de rezonanță. O altă aplicație posibilă este o separare a gazelor de presiune joasa rezonanță atunci când este iradiat container cu două camere umplute cu un amestec de două gaze, dintre care unul este în rezonanță cu atomii de rezonanță radiații sub influența presiunii luminii va fi transferat într-o celulă îndepărtată.

Caracteristici unice este presiunea luminii rezonant la atomii plasate într-un câmp intens de undă staționară. Din punct de vedere al undei staționare cuantic format prin ciocnindu fluxurile de fotoni provoaca trepidațiilor atom cauzate de absorbția de fotoni și emisie stimulată. Forța medie care acționează asupra atomului nu este egal cu zero, din cauza eterogenității câmp pe lungime de undă. Din punct de vedere clasic de forță de presiune ușoară se datorează acțiunii unui câmp spațial neomogen indus pe ele dipol atomice. Această forță este minimă la nodurile unde nu a indus momentul dipolar, iar la ventrele, unde gradientul câmpului este zero. Forța maximă de presiune ușoară de ordinul (semne se referă la co- și contra-mișcare a momentului dipol d în ceea ce privește câmpul cu puterea E). Această forță poate fi de până la valori uriașe: pentru Debye, și m / cm vigoare eV / cm.

Câmp undă staționară stratifică fascicul atomic care trece prin fasciculul de lumină, astfel încât dipolii oscilant în opoziție de fază, se deplasează într-o traiectorie diferită ca și atomii din Stern-Gerlach. Fasciculele laser pe atomii care se mișcă de-a lungul razei, acționează forțe radiale lumină presiune, datorită neuniformitatea radiale a densității câmpului de lumină.

Ca și în picioare și călătoresc val are loc nu numai mișcarea determinată de atomi, ci și difuzia lor în spațiul de fază, datorită faptului că actele de absorbție și emisie de fotoni - procese aleatoare pur cuantice. Coeficientul de difuzie spațială a unui atom cu masă M este egală cu unda de deplasare.

Considerații similare se pot rezonant de testare presiune ușoară și cvasiparticulelor în solide: electroni. excitațiilor și colab.