Составители:
Рубрика:
Федосов И.В.
47
Клодом Коэн-Таннуджи Нобелевскую премию по физике за разработку методов
лазерного охлаждения и удержания атомов.
В настоящее время, после двадцати лет интенсивного развития, оптиче-
ский пинцет стал эффективным исследовательским инструментом, широко ис-
пользуемым во многих областях физики и биологии. Благодаря возможности
прикладывать силы порядка 10
-12
Н к объектам размером в несколько микро-
метров, и при этом измерять их перемещения с точностью порядка 10
-10
м, оп-
тический пинцет выступает в качестве своеобразного нанодинамометра для ис-
следования механических свойств одиночных молекул и молекулярных мото-
ров, коллоидных и мезоскопических систем, полимеров и биополимеров. В
биофизическом эксперименте он применяется для сортировки клеток, измере-
ния упругости клеточных мембран и трансфекции в клетки генетического мате-
риала.
Оптический пинцет позволяет
непосредственно измерять момент импуль-
са, переносимый светом с круговой поляризацией и наблюдать потоки энергии
в оптических полях сложной пространственной структуры. Например, пара
частиц, удерживаемых двумя оптическими пинцетами на фиксированном рас-
стоянии друг относительно друга, служит парой микроапертур для исследова-
ния пространственной когерентности света.
Область применения оптического пинцета стремительно расширяется, а
его
конструкция – совершенствуется и усложняется. Но, даже имея огромное
прикладное значение, оптический пинцет сам по себе остается исключительно
красивым физическим экспериментом, наглядно демонстрирующим механиче-
ское действие света.
Импульс световой волны и давление света
Поглощение света в веществе, а также отражение и преломление его на
границе различных сред, сопровождается появлением механических сил, дейст-
вующих на вещество со стороны падающего на него излучения. С точки зрения
электромагнитной теории, появление этих сил может быть объяснено взаимо-
действием электрического и магнитного полей электромагнитной волны с элек-
трическими
зарядами среды. Рассмотрим световую волну, падающую на неко-
торый точечный заряд, например, электрон. Электрические и магнитные поля
световой волны действуют на заряд q с силой
BvEF
×
+
=
qq
, (1)
где
v – скорость движения заряда, E – напряженность электрического поля и B
– индукция магнитного поля (здесь и далее
полужирный шрифт обозначает
векторные величины). Как известно, в бегущей плоской электромагнитной вол-
не:
c
E
nB
×=
, (2)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- …
- следующая ›
- последняя »
