Составители:
Рубрика:
Оптический пинцет
52
В условиях данного эксперимента радиометрический эффект – движение
частицы за счет разности температур жидкости спереди и сзади нее, исключен,
так как частицы практически не поглощают лазерное излучение, имеют малые
размеры и находятся в воде, обладающей высокой теплопроводностью. Поэто-
му единственной силой, вызывающей направленное движение частиц, является
давление света. Импульс, сообщаемый рассеивающей свет
частице световой
волной, будет равен разности импульсов падающего и рассеянного излучения.
В частном случае, если частица рассеивает свет равномерно по всем направле-
ниям (это справедливо для частиц, размеры которых существенно меньше дли-
ны волны света), суммарный импульс рассеянного света будет равен нулю.
Следовательно, импульс, получаемый такой частицей за единицу времени,
бу-
дет равен импульсу, переносимому за единицу времени падающей на нее вол-
ной.
Рис. 2. Наблюдение движения латексных микросфер
под действием силы давления света в лазерном пучке.
Более крупные прозрачные частицы рассеивают свет преимущественно в
направлении распространения падающей волны. В этом случае полный им-
пульс рассеянного света отличен от нуля и совпадает по направлению с им-
пульсом падающего излучения. В результате, такие частицы получают лишь
некоторую часть импульса падающего на них излучения.
Кроме силы светового давления, на
частицу, движущуюся в жидкости,
будет действовать сила сопротивления движению. В простейшем случае, когда
малая частица сферической формы движется с небольшой скоростью (при ма-
лых числах Рейнольдса), сила сопротивления, действующая на нее со стороны
жидкости, определяется законом Стокса:
VF
η
π
R
сопр
6
−
=
, (12)
где R – радиус частицы,
η
– вязкость жидкости, V – скорость частицы относи-
тельно жидкости. При некоторой скорости движения сила сопротивления урав-
новешивает силу давления света, и частицы движутся в лазерном пучке посто-
янного сечения равномерно.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- …
- следующая ›
- последняя »
