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光物理學

指数 光物理學

光物理學(optical physics)研究電磁輻射的生成與性質、電磁輻射與物質之間的相互作用,特別是其控制與操縱。它與一般光學、光學工程不同的方面是在於它比較專注於發現與應用新光學現象;但在光物理學、應用光學、光工程學之間,並沒有太大的區別,因為光工程學所發展出來的元件、應用光學找到的實際用途,都是光物理學的基礎研究所必需的前提,而這基礎研究又導致發展出新元件與新用途。研究員時常會同時參與基礎研究與應用發展的各種計畫,例如,做實驗發現了電磁感應透明現象,他又與莱娜·豪合作對於慢光(slow light)技術的發展貢獻良多。 從微波到X射線,橫跨整個電磁波譜,對於每一個頻率,研究者嘗試發展出具有更優良性質的發光源。線性與非線性光學過程、光譜學都囊括在光物理學內。研究者會對於各種線性或非線性光學過程做詳細分析。激光與激光光譜學的研究成果已徹底地拓寬了光學的工作範圍。量子光學、飛秒光學也是光物理學的重要研究領域。孤獨原子對於強勁與超短時電磁場的非線性響應、原子-腔相互作用、電磁場的量子性質,這些高階論題近期也是光物理學的重點項目。其它重要領域包括納米光學測量所使用的嶄新光學技術、衍射光學、低相干干涉測量術(low-coherence interferometry)、光學相干斷層掃描、近場顯微鏡(near-field microscopy)等等。光物理學的研究成果,時常會促成通訊業、製藥業、製造業和甚至娛樂業的驚人進展。.

目录

  1. 14 关系: 干涉測量術微波光学牛津大學出版社莱娜·豪頻率衍射飞秒量子光学電磁輻射電磁波譜X射线施普林格科学+商业媒体慢光

干涉測量術

干涉测量术(Interferometry)是通过由波的叠加(通常为电磁波)引起的干涉现象来获取信息的技术。这项技术对于天文学、光纤、工程计量、光学计量、海洋学、地震学、光谱学及其在化学中的应用、量子力学、核物理学、粒子物理学、 等离子体物理学、遥感、、表面轮廓分析、微流控、应力与应变的测量、测速以及验光等领域的研究都非常重要。 干涉仪广泛应用于科学研究和工业生产中对微小位移、折射率以及表面平整度的测量。在干涉仪中,从单个光源发出的光会分为两束,经不同,最终交汇产生干涉。所产生的干涉图纹能够反映两束光的光程差。在科学分析中,干涉仪用于测量长度以及光学元件的形状,精度能到纳米级。它们是现有精度最高的长度测量仪器。在傅里叶变换光谱学中,干涉仪用于分析包含与物质相互作用发生吸收或散射信息的光。由两个及以上的望远镜组成,它们的信号汇合在一起,结果的分辨率与直径为元件间最大间距的望远镜的相同。.

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微波

微波(Microwave,Mikrowellen)是指波长介于红外线和無線電波之间的电磁波。微波的頻率范围大约在 300MHz至300GHz之間。所對應的波長為1公尺至1mm之间。微波频率比无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西,则会反射微波。 微波在雷达科技、ADS射线武器、微波炉、等离子发生器、无线网络系统(如手机网络、蓝牙、卫星电视及無線區域網路技术等)、传感器系统上均有广泛的应用。 在技术领域协定使用的四个频率分别为800MHz、2.45GHz、5.8GHz和13GHz。微波炉使用2.45GHz,此频率亦被作为ISM頻段(工業、科學及醫學用波段),使用在航空通讯领域。.

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光学

光學(Optics),是物理學的分支,主要是研究光的現象、性質與應用,包括光與物質之間的相互作用、光學儀器的製作。光學通常研究紅外線、紫外線及可見光的物理行為。因為光是電磁波,其它形式的電磁輻射,例如X射線、微波、電磁輻射及無線電波等等也具有類似光的特性。英文術語「optics」源自古希臘字「ὀπτική」,意為名詞「看見」、「視見」。 大多數常見的光學現象都可以用古典電动力學理論來說明。但是,通常這全套理論很難實際應用,必需先假定簡單模型。幾何光學的模型最為容易使用。它試圖將光當作射線(光線),能夠直線移動,並且在遇到不同介質時會改變方向;它能夠解釋像直線傳播、反射、折射等等很多光線現象。物理光學的模型比較精密,它把光當作是傳播於介質的波動(光波)。除了反射、折射以外,它還能夠以波性質來解釋向前傳播、干涉、偏振等等光學現象。幾何光學不能解釋這些比較複雜的光學現象。在歷史上,光的射線模形首先被發展完善,然後才是光的波動模形.

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牛津大學出版社

牛津大學出版社(Oxford University Press,簡稱OUP)是世界上規模最大的大學出版社,排行第二的是劍橋大學出版社,每年出版的書刊逾4000種。該社是牛津大學其中一個部門 ,掌管該社的監督委員會的成員,均是由校長委任的牛津大學教職員。 該大學涉足印刷行業可追溯至1480年,初時為印刷聖經、祈禱書和學術著作的主要印刷商。在19世紀時承印了牛津英文字典的項目,而其業務亦不斷擴充,涉獵兒童讀物、教科書、音樂、雜誌、世界經典系列,以及英語語言文字教學書籍等。隨着開拓國際市場,該社開始在英國以外的地方開設辦公室,首間位於紐約(1896年)。又隨着電腦的普及和經營環境改變,該社位於牛津的印刷廠於1989年關閉。其印刷和訂裝工作早已外包。.

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莱娜·豪

莉娜·韦斯特高·豪(Lene Vestergaard Hau,,生于丹麦瓦埃勒),丹麦物理学家。1999年,她领导一个哈佛大学团队利用超流体成功地减缓一束光至每秒约17米,而在2001年,她能够让一束光完全冻结。后来基于这些实验的工作研究了光与物质的相互转化,这样的过程对量子加密和量子计算有重要意义。最近的工作涉及超冷原子和纳米级尺度系统之间的新相互作用的研究。.

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頻率

频率(Frequency)是单位时间内某事件重复发生的次数,在物理学中通常以符号f 或\nu表示。采用国际单位制,其单位为赫兹(英語:Hertz,简写为Hz)。设\tau时间内某事件重复发生n次,则此事件发生的频率为f.

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衍射

--(diffraction),又稱--,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。 在古典物理学中,波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后會发生不同程度的弯散传播。假設將一个障碍物置放在光源和观察屏之间,則會有光亮区域與陰暗区域出現於观察屏,而且這些区域的边界並不銳利,是一种明暗相间的复杂图样。這现象称为衍射,當波在其传播路径上遇到障碍物时,都有可能發生这种现象。除此之外,当光波穿过折射率不均匀的介质时,或当声波穿过声阻抗不均匀的介质时,也会发生类似的效应。在一定条件下,不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象,其他类型的电磁波(例如X射线和无线电波等)也能够发生衍射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質,它們也會表现出衍射现象,可以通过量子力学进行研究其性质。 在適當情况下,任何波都具有衍射的固有性质。然而,不同情况中波发生衍射的程度有所不同。如果障碍物具有多个密集分布的孔隙,就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因為波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置,发生波叠加而形成的現象。 衍射的形式論还可以用來描述有限波(量度為有限尺寸的波)在自由空间的传播情况。例如,激光束的發散性質、雷达天线的波束形状以及超声波传感器的视野范围都可以利用衍射方程来加以分析。.

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飞秒

飞秒(femtosecond)是一種時間的國際單位,为千万亿分之一秒,10-15秒或1000阿秒或0.001皮秒(1皮秒是10-12秒)。在一飞秒中光可以在真空内传播0.3微米,可见光的振荡週期为1.30到2.57飞秒。.

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量子光学

量子光学(Quantum optics)是物理学一个1990年後成熟的新兴分支,为原子分子与光物理的一部分,和冷原子物理紧密相连,和凝態物理、粒子物理學、宇宙學等成熟分支相比,特徵在於精密的實驗和精準的理論擁有緊密、具建設性的互動。 在1960年代因為漢伯里·布朗及特維斯效應刺激而發展出理論基礎,討論不同程度的相量子相干性,如g^為零是典型的單光子源判准.主要研究光子和原子的量子交互作用,研究工具為雷射及離子井。.

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電磁輻射

#重定向 电磁辐射.

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電磁波譜

在電磁學裏,電磁波譜包括電磁輻射所有可能的頻率。一個物體的電磁波譜專指的是這物體所發射或吸收的電磁輻射(又稱電磁波)的特徵頻率分佈。 电磁波谱频率从低到高分別列为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。可见光只是电磁波谱中一个很小的部分。電磁波譜波長有長到數千公里,也有短到只有原子的一小段。短波長的極限被認為,幾乎等於普朗克長度,長波長的極限被認為,等於整個宇宙的大小,雖然原則上,電磁波譜是無限的,而且連續的。.

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X射线

--(X-ray),又被称为爱克斯射线、艾克斯射线、伦琴射线或--,是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间(对应频率范围30 PHz到30EHz)的电磁辐射形式。X射线最初用于医学成像诊断和X射线结晶学。X射线也是游離輻射等这一类对人体有危害的射线。 X射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。.

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施普林格科学+商业媒体

施普林格科学+商业媒体(Springer Science+Business Media)或施普林格(Springer,),在柏林成立,是一个总部位于德国的世界性出版公司,它出版教科书、学术参考书以及同行评论性杂志,专--于科学、技术、数学以及医学领域。在科学、技术与医学领域中,施普林格是最大的书籍出版者,以及第二大世界性杂志出版者(最大的是爱思唯尔)。施普林格拥有超过60个出版社,每年出版1,900种杂志,5,500种新书,营业额为9.24亿欧元(2006年),雇有超过5,000名员工 。施普林格在柏林、海德堡、多德雷赫特(位于荷兰)与纽约设有主办事处。施普林格亚洲总部设在香港。2005年8月,施普林格在北京成立代表处。.

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慢光

慢光現象是一光脈衝或光的其他調變模式在介質中以相當低的群速度傳播。產生此現象的原因是光脈衝與介質發生交互作用。 於1998年,丹麥物理學家琳恩·豪帶領哈佛大學與的共同研究團隊,將光脈衝群速度降至每秒17米。 於2004年,加州柏克萊大學的研究人員則將穿過半導體的光降速製每秒9.7公里。爾後,Hau成功將光脈衝完全停下來,並創造出能將光停下及之後一段時間再重啟傳播的方法。 此方法有機會用於開發出節能的計算機。 於2005年,IBM以標準材料製作出能將光降速的微晶片,進而有望將來在商業上使用。.

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