誘導(dǎo)透明課件

比魔術(shù)師更神奇的物理學(xué)家中國科技大學(xué)汪克林西南科技大學(xué)劉濤比魔術(shù)師更神奇的中國科技大學(xué)汪克林西南科技大1從大衛(wèi)·科波菲爾德的神奇魔術(shù)談起。從大衛(wèi)·科波菲爾德的神奇魔術(shù)談起。2比魔術(shù)師更神奇的物理學(xué)家從大衛(wèi)·科波菲爾德的神奇魔術(shù)談起。比魔術(shù)師更神奇的物理學(xué)家從大衛(wèi)·科波菲爾德的神奇魔術(shù)談起3物理學(xué)家可以演示一個更神奇的“魔術(shù)”。物理學(xué)家可以演示一個更神奇的“魔術(shù)”。4物理學(xué)家可以演示一個更神奇的“魔術(shù)”。物理學(xué)家可以演示一個更神奇的“魔術(shù)”。5③也許人們會說這不過是計算機(jī)作的特效，不是真正的魔術(shù)。a)這是今天要講的物理學(xué)中的“誘導(dǎo)透明”。利用這一原理的確可以實現(xiàn)這個“魔術(shù)”。b)它不是魔術(shù)，是實驗事實，是規(guī)律。c)魔術(shù)，科學(xué)，偽科學(xué)的區(qū)別在那里？Ⅰ.什么叫誘導(dǎo)透明？a.一般物質(zhì)光照射上去，如厚度很薄，會吸收一部分，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—可見。③也許人們會說這不過是計算機(jī)作的特效，不是真正的魔術(shù)。a6b.制成一種純物質(zhì)，

·足夠薄時，照射不同光，透射程度不同，表明物質(zhì)對不同頻率的光吸收程度不同。

·對某一特定頻率的光吸收最強(qiáng)——共振吸收。

·誘導(dǎo)透明當(dāng)有一激光時，它對紫光共振吸收。有了另一激光時，它幾乎不吸收——誘導(dǎo)透明。

結(jié)論：共振吸收——誘導(dǎo)透明——物理學(xué)家的魔術(shù)它有如下的性質(zhì)：b.制成一種純物質(zhì)，·足夠薄時，照射不同光7是什麼物理原理造成這種物質(zhì)的不透明→透明？Ⅱ.共振，干涉光吸收的共振·共振的故事：是什麼物理原理造成這種物質(zhì)的不透明→透明？Ⅱ.共振，干涉8是什麼物理原理造成這種物質(zhì)的不透明→透明？Ⅱ.共振，干涉光吸收的共振·共振的故事：拿破侖士兵步伐的頻率ν0與橋的固有頻率吻合，橋吸收能量最強(qiáng)，振幅越來越大→橋斷。是什麼物理原理造成這種物質(zhì)的不透明→透明？Ⅱ.共振，干涉9·鈉光燈—物質(zhì)的光共振。為什么純物質(zhì)常有特征光—共振吸收和發(fā)射？原子能級是特征的二能級（其它能級作用可忽略）·鈉光燈—物質(zhì)的光共振。為什么純物質(zhì)常有特征光—共振吸收10·鈉光燈—物質(zhì)的光共振。為什么純物質(zhì)常有特征光—共振吸收和發(fā)射？原子能級是特征的二能級（其它能級作用可忽略）ν0—共振頻率。入射光頻率為ν0時吸收最強(qiáng)。入射光頻率為ν≠ν0時吸收減弱?！もc光燈—物質(zhì)的光共振。為什么純物質(zhì)常有特征光—共振吸收11光的吸收率與ν的曲線。光的吸收率與ν的曲線。12干涉兩波干涉的結(jié)果會有兩種情況：增強(qiáng)和減弱。誘導(dǎo)透明物質(zhì)的結(jié)構(gòu)如前所述一般物質(zhì)常有兩個特征能級。而誘導(dǎo)透明物質(zhì)的特征能級是如圖所示的三能級。干涉兩波干涉的結(jié)果會有兩種情況：增強(qiáng)和減弱。誘導(dǎo)透明物質(zhì)的結(jié)13干涉兩波干涉的結(jié)果會有兩種情況：增強(qiáng)和減弱。誘導(dǎo)透明物質(zhì)的結(jié)構(gòu)如前所述一般物質(zhì)常有兩個特征能級。而誘導(dǎo)透明物質(zhì)的特征能級是如圖所示的三能級?！ぎ?dāng)只有ν0光入射時或在ν0附近的光入射時吸收很強(qiáng)?！ざ讦?光入射后再入射ν1的光便產(chǎn)生干涉，使得ν0的光反而不被吸收！干涉兩波干涉的結(jié)果會有兩種情況：增強(qiáng)和減弱。誘導(dǎo)透明物質(zhì)的結(jié)14誘導(dǎo)透明物質(zhì)的吸收曲線沒有ν1時有ν1時誘導(dǎo)透明物質(zhì)的吸收曲線沒有ν1時有ν1時15Ⅳ.誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的重要意義·二十世紀(jì)開始的高科技浪潮的根本是什么？·量子理論——微觀世界的物理規(guī)律?！の㈦娮蛹夹g(shù)電子的特性：微觀粒子，質(zhì)量輕；·“微光子技術(shù)”光子的特性：質(zhì)量更輕（靜質(zhì)量為零）；光束太快。電易受影響。Ⅳ.誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的重要意義·二十世紀(jì)開始的高科技浪潮16“微光子技術(shù)”的展望·光纖通訊·如何克服光速太快的缺點。·2001年的一則引人注目的科學(xué)新聞

——哈佛大學(xué)兩個小組實現(xiàn)了“逮住光子”的實驗。逮住光子是什么意思？和誘導(dǎo)透明有關(guān)嗎？問題：·“逮住光子”的意思是：光子速度降低了很多?！す馑贂儐?？介質(zhì)中光速為

c/n，n是介質(zhì)折射率。一般物質(zhì):n～1—10能找到折射率n特別大的物質(zhì)嗎？真空中光速不變。“微光子技術(shù)”的展望·光纖通訊·如何克服光速太快的缺17答案是誘導(dǎo)透明的物質(zhì)為什么？折射率n和吸收曲線的關(guān)系觀察一下一般共振吸收曲線這是一個漸變曲線，因此

n不可能太大。再觀察一下“誘導(dǎo)透明”物質(zhì)的曲線在ν0附近，A隨ν變化十分劇烈，所以n＞＞1此時ν0附近的光在該物質(zhì)中的速度c/n很小。答案是誘導(dǎo)透明的物質(zhì)為什么？折射率n和吸收曲線的關(guān)系觀察18·正是“誘導(dǎo)透明”的原理導(dǎo)致“逮住了光子”·“誘導(dǎo)透明”給“微光子技術(shù)”帶來了曙光。·理論預(yù)言比實驗早了近十年。

1992年美國Harris等人在PhysicalReview上發(fā)表文章，證明“誘導(dǎo)透明”的存在，十年以后被實驗證實。但是理論的問題并沒有結(jié)束。雖然實驗實現(xiàn)了“誘導(dǎo)透明”，但仔細(xì)看一看1992年的理論計算和試驗結(jié)果的吸收率曲線，發(fā)現(xiàn)兩者并不完全吻合。試驗理論

實驗比理論曲線的峽谷更加陡峭。

這是理論沒有預(yù)料到的“囚禁光子”的好結(jié)果。為什么

答案是1992年的理論仍把光當(dāng)作經(jīng)典的電磁波處理而沒有