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透明介质中光动量的实验验证

发布时间:2017-12-03 阅读:

  透明介质中光子动量的实验验证

  近日,光电材料与技术国家重点实验室佘维龙研究队在百年物理问题 - 透明介质中光子动量实验验证方面取得突破。相关结果发表在“Phys.Rev.Lett。” )(2008,101,243601)。光在媒介中的势头是理论物理学着名的鲁道夫·皮尔斯(Rudolf Peierls)的惊喜之一。对于折射率为n的透明介质,Minkowski在1908年提出,介质中的光子动量是nE / c。 1909年,亚伯拉罕提出,介质中的光子动量应该是E /(nc),其中E和c是光的能量和光在真空中的速度。理论分析表明,亚伯拉罕动量方程符合空间对称性要求,在狭义相对论框架下,闵可夫斯基公式与光动量通量密度不符合能量 - 动量张量分量,并且可以表示亚伯拉罕动量作为相对论形式P = mV(m = E / c2,V = c / n)另一方面,对于单光子情况,闵可夫斯基动量为p =nhν/ c = nh /λ0在真空中的光的波长),似乎符合量子力学中的德布罗意关系,这两个光子动量中哪一个是正确的?判断是非常困难的!这个问题上有很多理论上的争论,有一些实验试图给出问题的判断,但到目前为止,没有一个实验得出了明确的结论,试验和理论争论已经持续了近一个世纪,但光在介质中,特别是在透明介质中的势头,这是一个谜。为什么介质中的光的动量是令人困惑的,因为实验中很难识别介质中的光动力学动量。介质中光动力传输的复杂性阻碍了光动力的直接观测,使实验结果的解释模糊不清。几乎所有的研究人员以前认为,光动力学动量的实验验证是不可能的。莱昂哈特的观点是具有代表性的,2006年他发表了关于大自然的光明动力的评论。他表示,介质中的光动能量是惊人的,并将继续令人惊讶。她威龙团队找到了一种巧妙的方式,利用纳米纤维直接观察透明介质中的光线动量。实验结果支持亚伯拉罕公式。这项工作实际上预测了当一束光从空气或真空入射到透明介质上时,由于亚伯拉罕的光动力作用,它在界面上施加一个轻的压力,这种轻微的压力与我们所知道的完全不同在过去由于表面光反射引起的光压,目前这项工作引起了国际同行的广泛关注,其意义在于:透明介质中光动力质量的实验验证,除了其基本的物理意义,实际上预言了过去未被注意到的激光表面破坏的新机制 - 来自亚伯拉罕动量的光源压力这种压力可能潜在地在惯性约束的激光诱导受控熔合中有潜在的应用(来源:上海陶瓷学院,中文(物理评论快报,doi:10.1103 / PhysRevLett.101.243601,Weilong She,Raohui Fe NG)

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