光場的力學效應.ppt

1、2020/8/9，1，課程報告，組成員： XXXXXXXXXXXX，2015年4月17日，光場的力學效應，2020/8/9，2，考慮到發(fā)現光有波粒二像的光的粒子性，光子應該有動量，光力是什么？ 根據動量守恒定律，在上述過程中存在光子與其他物體的動量交換。 寫向量形式，表明光和物質的相互作用可以改變物體的運動量，光場具有力學效應。 2020/8/9，3，3，17世紀初，德國天文學家開普勒認識到光輻射壓力的存在，倡導態(tài)尾背向太陽是因為受到太陽輻射的力量。 1873年，麥克斯韋基于電磁學理論證明了光能產生輻射壓力。光力的研究歷史，2020/8/9，4，4，但是，由于光放射壓力非常弱，功率為毫瓦級的光

2、只產生皮牛級的作用力，很長時間沒有實驗驗證光放射壓力的存在。 直到1970年，貝爾實驗室的A. Ashkin等人通過高度聚光激光，形成激光微束，證明了光壓可以使微粒子移動，反抗重力上升，成為利用光壓捕獲粒子的先驅者。 基于光力的研究歷史，產生了能夠正確操作微納米粒子的新技術。 這就是萩名的“光學鑷子”。 光鑷利用基于高度聚焦激光束的光學梯度勢阱，實現了微納米粒子的束縛和操作。 2020/8/9，5，5，光力和光學捕獲，散射力，光力，梯度力，實際上，微粒子散射光場，光子動量的一部分傳遞到微粒子，因此，微粒子受到的力是散射力，表現為沿光的傳播方向的推力。 中的組合圖層性質變更選項。 當小球處于這種

3、強度分布不均勻(即具有梯度)的光場時，光的折射作用使小球受到朝向光場最強處的合力。 此光場強度分布不均勻產生的力稱為梯度力。 只有傾斜力大于散射力，才能穩(wěn)定地捕獲微粒子。 2020年8月9日， 6、6、光力校正模型、輻射模型、光力校正模型、電磁模型、米粒子應用、瑞利粒子應用、其他粒子受到的光力沒有適當的模型，最基本的方法是在粒子區(qū)域內使用麥克斯韋應力張量和粒子大、電磁波具有能量和動量粒子小，粒子被電磁波極化為偶極子，受到洛倫茲力，受到2020/8/9，7，隔空讀取物的負光力，近年來，光學牽引力作為反物理直觀現象受到的，利用a，b，梯度力：衰減模式，利用散射力：調制背景介質8，8，Abraham

4、Minkowski，認為介質中光子動量和折射率成正比，Minkowski認為光子動量和折射率成反比，AbrahamMinkowski爭論持續(xù)了100多年，物理上有很多實驗和理論分析在光力相關文獻中，使用Minkowski動量制作的模型與實驗結果非常吻合。 nature photonics.2013，7 (10 ) 3360787-790 .2020/8/9，9，9，9，光子不僅具有動量，而且還具有角動量。 光子角動量和光矩僅考慮物體在x-y平面上旋轉的情況時，z方向的角動量是有用的。 因為不知道光子落在x-y平面上的哪個點，所以必須考慮光子落在x-y平面上的哪個點的概率?？紤]2020/8/9，

5、10，光子軌道角動量、場分布函數V(x，y )，該概率密度分布是我們實際觀測到的大量光子的統一校正平均值，認為V(x，y )可寫的拉格高斯光束根據以上導出，在波陣面存在渦流的情況下拉格高斯波束：l是拓撲載荷數、拉格高斯多項式、螺旋相位項。 將p=5、l=2、2020/8/9、12、螺旋光束的軌道角動量、p=1、l=0、1、2、3、拉格高斯光束寫為： 2020/8/9，13，光子的自旋角動量與光波偏振態(tài)密切相關。 光子的自旋轉角動量、每個光子的自旋轉角動量向光傳播方向的投影，對于左旋圓偏振光，對于右旋圓偏振光。 左旋圓偏振光和右旋圓偏振光是光的2種本征偏振光狀態(tài)，任何偏振光都可以表示為左旋圓偏振

6、光和右旋圓偏振光的重疊。 上述推導出自經典的角動量概念，在量子力學中，自旋是微粒的固有屬性，光子也不例外。 光子的自旋與經典的物理圖像不對應，只要強加經典的解釋，光子就可以視為電向量的旋轉，根據經典的角動量概念，圓偏振光光傳播方向的角動量自然存在。 2020/8/9、14、塞曼效應是指原子的光譜線在外部磁場中分裂的現象，在此只關注光譜的偏振特性。 塞曼效應既可以從量子力學的角度解釋，也可以從古典物理的角度理解。 原子由于磁力矩的存在，在磁場中受到力矩的作用，力矩使原子的磁力矩向磁場的方向前進，考慮到原子的角動量的取向被量化，可以寫出前進產生的附加能量、加上磁場，2020/8/9 塞曼效應能級之間的轉變需要滿足這樣的選擇規(guī)則：在M=0的情況下產生線，當從與磁場垂直的方向觀察時，光振動方向是與磁場平行的線偏振光，當從與磁場平行的方向觀察時，光強度為零，不能觀察到。 M=1的情況下，產生線，朝向磁場方向觀察時，線為圓偏振光，M=1的情況下為左旋圓偏振光，M=-1的情況下為右旋圓偏振光。 從垂直于磁場的方向看，線是直線偏振光，其電向量垂直于磁場。 2020/8/9，16，圓偏振光對玻璃板的作用，1936年，Beth首先觀察了圓偏振光的角動量。 2000年，Nieminen組導出了偏振光透過玻璃板后產生的微矩。 為了簡單起見，只研究圓偏振光半