Тиск світла - науково-популярний портал
-1 і мкм сила тиску світла еВ / см; при насиченні резонансне тиск світла може створювати прискорення атомів до 10 5
g (g - прискорення вільного падіння). Настільки великі сили дозволяють селективно управляти атомними пучками. варіюючи частоту світла і по-різному впливаючи на групи атомів, що мало відрізняються частотами резонансного поглинання. Зокрема, вдається стискати максвелловское розподіл за швидкостями, прибираючи з пучка високошвидкісні атоми. Світло лазера направляють назустріч атомному пучку, підбираючи при цьому частоту і форму спектра випромінювання так, щоб найбільш сильне гальмівну дію тиску світла відчували найбільш швидкі атоми через їх більшої доплерівського зсуву резонансної частоти. Іншим можливим застосуванням резонансного тиску світла є поділ газів: при опроміненні двокамерного судини, наповненого сумішшю двох газів, один з яких знаходиться в резонансі з випромінюванням, резонансні атоми під дією тиску світла перейдуть в далеку камеру.
Своєрідні риси має резонансне тиск світла на атоми, поміщені в поле інтенсивної стоячій хвилі. З квантової точки зору стояча хвиля, утворена зустрічними потоками фотонів, викликає поштовхи атома, обумовлені поглинанням фотонів і їх стимульованим випусканням. Середня сила, що діє на атом, при цьому не дорівнює нулю внаслідок неоднорідності поля на довжині хвилі. З класичної точки зору сила тиску світла обумовлена дією просторово неоднорідного поля на наведений їм атомний диполь. Ця сила мінімальна в вузлах, де дипольний зараз не наводиться, і в пучностях, де градієнт поля звертається в нуль. Максимальна сила тиску світла по порядку величини дорівнює (знаки відносяться до синфазному і протифазні руху диполів з моментом d по відношенню до поля з напруженістю E). Ця сила може досягати гігантських значень: для дебай, мкм і В / см сила еВ / см.
Поле стоячій хвилі розшаровує пучок атомів, що проходить крізь промінь світла, так як диполі, що коливаються в протифазі, рухаються по різних траєкторіях подібно атомам в досвіді Штерна-Герлаха. У лазерних пучках на атоми, що рухаються уздовж променя, діє радіальна сила тиску світла, обумовлена радіальної неоднорідністю густини світлового поля.
Як в стоячій, так і в біжучому хвилі відбувається не тільки детерміноване рух атомів, а й їх дифузія в фазовому просторі внаслідок того, що акти поглинання і випускання фотонів - чисто квантові випадкові процеси. Коефіцієнт просторової дифузії для атома з масою M в біжучому хвилі дорівнює.
Подібне розглянутому резонансне тиск світла можуть відчувати і квазічастинки в твердих тілах: електрони. екситон і ін.
Підпишись на наші новини по email.
