Составители:
Рубрика:
Федосов И.В.
51
тельно совпадает с направлением силы q
e
E, но, тем не менее, оба вектора будут
вращаться одновременно. Напряженность электрического поля
E световой вол-
ны, поляризованной по кругу, вообще говоря, имеет компоненту, перпендику-
лярную смещению электрона из положения равновесия. Крутящий момент сил
τ
, обусловленных этой компонентой, совершает над системой в 1 секунду рабо-
ту, равную
τω
. В результате, за период времени T системе передается энергия
τ
T
ω
, причем
τ
T есть момент количества движения, поглощаемый системой
вместе с энергией излучения. Таким образом, световое излучение левой круго-
вой поляризации с энергией
W переносит момент импульса (вектор которого
параллелен направлению распространения излучения), равный по величине
W/
ω
.
То есть, если луч левополяризованного света поглощается веществом, то
поглотителю передается порция момента импульса, равная
W/
ω
. Аналогично,
свет с правой круговой поляризацией переносит и передает поглотителю мо-
мент импульса противоположного знака, т.е. -
W/
ω
.
Движение микрочастиц в пучке лазерного излучения
Наиболее удобным объектом для исследования сил светового давления
являются латексные микросферы диаметром от 1 до 100 мкм, взвешенные в
дистиллированной воде. Изготовленные из прозрачного полистирола, они прак-
тически не поглощают свет в видимой и ближней инфракрасной области и по-
этому мало нагреваются лазерным излучением, несмотря на то, что интенсив-
ность излучения в
сфокусированном лазерном пучке достигает огромных вели-
чин. Например, если сфокусировать луч лазера мощностью 3 мВт (мощность
лазерной указки) в пятно размером 10 мкм, то плотность мощности в этом пят-
не составит 3 кВт/см
2
, то есть, условно говоря, соответствует полной мощности
двух электрических утюгов, приложенной к одному квадратному сантиметру
поверхности.
Показатель преломления частиц латекса равен 1.5, что больше показателя
преломления воды, равного 1.33. Поэтому они достаточно хорошо рассеивают
свет и видны в микроскоп при наблюдении как проходящем, так и в отражен-
ном свете. Плотность частиц латекса
лишь немного больше плотности воды,
поэтому даже крупные, диаметром несколько десятков микрометров, частицы
длительное время находятся во взвешенном состоянии. Частицы латекса не
слипаются между собой, так как несут одноименный электрический заряд, и
силы кулоновского отталкивания препятствуют их агрегации.
В простейшем случае действие давления света можно продемонстриро-
вать, пропуская лазерный пучок диаметром
50 – 100 мкм и мощностью не-
сколько милливатт через кювету, наполненную суспензией латексных микро-
сфер в дистиллированной воде (рис. 2). В микроскоп, ориентированный пер-
пендикулярно лазерному пучку, можно видеть, что частицы увлекаются пучком
лазерного излучения и движутся вдоль него.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- …
- следующая ›
- последняя »
