诱导透明课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,比魔术师更神奇的,物理学家,中国科技大学 汪克林,西南科技大学 刘涛,从大卫 科波菲尔德的神奇魔术谈起。,比魔术师更神奇的物理学家,从大卫 科波菲尔德的神奇魔术谈起。,物理学家可以演示一个更神奇的“魔术”。,物理学家可以演示一个更神奇的“魔术”。,也许人们会说这不过是计算机作的特效，不是真正的魔术。,a),这是今天要讲的物理学中的“,诱导透明,”。利用这一原理的确可以实现这个“魔术”。,b),它不是魔术，是实验事实，是规律。,c),魔术，科学，伪科学的区别在那里？,.什么叫诱导透明？,a.,一般物质光照射上去，如厚度很薄，会吸收一部分，透射一部分，反射一部分。厚度增大后，不再有透射，只有反射。,不透明可见。,b.,制成一种纯物质，,足够薄时，照射不同光，透射程度不同，表明物质对不同频率的光吸收程度不同。,对某一特定频率的光吸收最强共振吸收。,诱导透明,当有一激光时，它对紫光共振吸收。有了另一激光时，它几乎不吸收诱导透明。,结论：共振吸收诱导透明物理学家的魔术,它有如下的性质：,是什麽物理原理造成这种物质的,不透明透明？,.共振，干涉,光吸收的共振,共振的故事：,是什麽物理原理造成这种物质的,不透明透明？,.共振，干涉,光吸收的共振,共振的故事：,拿破仑士兵步伐的频率,0,与桥的固有频率吻合，桥吸收能量最强，振幅越来越大桥断。,钠光灯物质的光共振。,为什么纯物质常有特征光共振吸收和发射？,原子能级是特征的二能级（其它能级作用可忽略）,钠光灯物质的光共振。,为什么纯物质常有特征光共振吸收和发射？,原子能级是特征的二能级（其它能级作用可忽略）,0,共振频率。,入射光频率为,0,时吸收最强。,入射光频率为,0,时吸收减弱。,光的吸收率与,的曲线。,干涉,两波干涉的结果会有两种情况：增强和减弱。,诱导透明物质的结构,如前所述一般物质常有两个特征能级。而诱导透明物质的特征能级是如图所示的三能级。,干涉,两波干涉的结果会有两种情况：增强和减弱。,诱导透明物质的结构,如前所述一般物质常有两个特征能级。而诱导透明物质的特征能级是如图所示的三能级。,当只有,0,光入射时或在,0,附近的光入射时吸收很强。,而在,0,光入射后再入射,1,的光便产生干涉，使得,0,的光反而不被吸收！,诱导透明物质的吸收曲线,没有,1,时,有,1,时,.诱导透明现象的重要意义,二十世纪开始的高科技浪潮的根本是什么？,量子理论微观世界的物理规律。,微电子技术,电子的特性：微观粒子，质量轻；,“微光子技术”,光子的特性：质量更轻（静质量为零）；,光束太快。,电易受影响。,“微光子技术”的展望,光纤通讯,如何克服光速太快的缺点。,2001年的一则引人注目的科学新闻,哈佛大学两个小组实现了“,逮住光子,”的实验。,逮住光子是什么意思？,和诱导透明有关吗？,问题：,“,逮住光子,”的意思是：光子速度降低了很多。,光速会变吗？,介质中光速为,c/n,，,n,是介质折射率。一般物质,:,n,110,能找到折射率,n,特别大的物质吗？,真空中光速不变。,答案是,诱导透明的物质,为什么？,折射率,n,和吸收曲线的关系,观察一下一般共振吸收曲线,这是一个渐变曲线，因此,n,不可能太大,。,再观察一下“诱导透明”物质的曲线,在,0,附近，,A,随,变化十分剧烈，所以,n,1,此时,0,附近的光在该物质中的速度,c/n,很小。,正是“诱导透明”的原理导致“逮住了光子”,“诱导透明”给“微光子技术”带来了曙光。,理论预言比实验早了近十年。,1992年美国,Harris,等人在,Physical Review,上发表文章，证明“诱导透明”的存在，十年以后被实验证实。但是理论的问题并没有结束。,虽然实验实现了“诱导透明”，但仔细看一看1992年的理论计算和试验结果的吸收率曲线，发现两者并不完全吻合。,试验,理论,实验比理论曲线的峡谷更加陡峭,。,这是理论没有预料到的“囚禁光子”的好结果,。,为什么,答案是1992年的理论仍把光当作经典的电磁波处理而没有将它量子化光子。,研究正在进行,研究正在进行,研究正在进行,为什么,为什么？,END,