探讨：偏振的本质---多缝衍射？-挑战相对论-西陆网

探讨：偏振的本质---多缝衍射？

[楼主] 作者:yanghx 发表时间:2002/07/27 16:34

点击:637次

参考了“猪头”主意思想后，把实验设想修改了一下，设想1：找一个玩具激光器，再设法搞到一个单缝或多缝衍射光栅，（自己在有机玻璃或照相底片上刻一个也行），在光栅后面放置一个长螺线管（磁场尽可能强一点），在螺线管两端粘上两块玻璃（最好是磁旋光玻璃），螺线管不通电时，把衍射条纹垂直投射到墙壁或屏幕或毛玻璃观察镜上，螺线管通电后，屏幕上的衍射条纹会怎样变化呢？估计它会旋转一个角度，衍射条纹不再垂直了？如果实验结果确实如此，那么说明什么呢？它是否能说明： “偏振”的本质就是窄缝衍射？凡是可以出现“窄缝衍射”的波都可以被“起偏、检偏”？那么“偏振”还会是“横波”所独有的特征吗？还能用“偏振”来证明光波是“横波”吗？希望有条件的朋友一起来验证一下？设想2：先产生一条细长激光束，总之要求这条激光束的截面是细长的（比如是竖向垂直的），让这个激光束穿过一个“超导强磁场”螺线管（越长越好），（如果没有超导强磁场，就只有用玻璃作为“磁旋光介质”）那么各位估计从螺线管另一端出来的激光还会是竖向垂直的吗？ ----------------------------------------------------- 分析思路： 1、法拉第发现偏振光经过磁场中的玻璃时，偏振光的偏振面会发生旋转，偏振面旋转角度正比于磁场的强度， 2、起偏器可以是天然晶体（与晶格排列有关），也可以是人工刻制的，比如你可以用激光刻蚀技术制作一个密集光栅，它就是一个“起偏器”了，当然极端的情况就是多缝或单缝衍射光栅了，（不过衍射光栅的“光通量”很有限，而且会出现明显的衍射条纹） 3、由于一般激光是晶体振动产生的，所以已经是一个偏振光了，用一个“密集光栅”就可以检测出来---“检偏器”，那么激光通过螺线管后的偏振角度当然要旋转一个角度了，即通过“检偏器”的激光强度会减弱， 4、作为过度性实验，可以用一个“多缝光栅”来“起偏”，可以是1000条缝，也可以是100条缝，当被“人工再起偏”的激光束通过螺线管后，再用同样的“多缝光栅”检偏，只要磁场强度足够，就应该能看到“检偏”后的激光亮度同样的减弱了？（最好使用重复反射法来增加光程，效果会更明显一些，是否使用“磁光介质”要视磁场强度是否足够而定） 5、现在大量使用的液晶显示器，就是利用一对垂直放置的“精确细槽光栅”起偏和检偏的，（槽中的液晶具有“电旋光性”，而螺线管是“磁旋光性”）进一步，如果把这些“细槽”作的宽一点呢？宽到足以看见明暗相间的条纹呢？经过强磁螺线管“磁旋光”后，能观察到这些条纹在屏幕上发生的转动吗？ 6、那么极端的情况就是开始时说的情况了：细长激光束相当于对激光“人工起偏”，相当于一个无密集的“单光栅”---单缝的起偏效果，但是衍射条纹最好尽量少一点，其实有条纹也关系不大，关键是要看：这个垂直的细长激光束是否会发生旋转---产生一个旋转角度，（螺线管的磁场强度要足够强，否则就应该在螺线管两端放置玻璃片）这次不是用“检偏器”来观察亮度变化了，而是直接用肉眼或放大显微设备来直接观察细长激光束的旋转角度了，意义：进一步对所谓的“偏振”有一个本质性的理解，如果是在超导强磁场下，就可以检验“真空磁旋光”是否存在，（现在书上一般都不明确提及这个问题）如果存在，就有一个问题：磁场对光的旋转机理是什么？是磁旋涡---光介质旋涡吗？或者是“匀强磁场”对光子产生的洛伦兹力？那么条件适当的话，磁场也应该可以使光线弯曲了？

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[3楼] 作者:逆子发表时间: 2002/07/27 17:54

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这样的实验好象已有人作过了。
让一束光通过强磁场或强电场的空间，观测它是否发生变化。也就是观测它在强场下的传播方向是否改变，频率是否改变，偏振性是否改变。实验结果为：没有观测到任何的变化。所以说，强电磁场是不可能作用于传播中的光的。不过，强电磁场可以对发光体产生作用，使发光体发出的谱线产生变化。如，某原子发出是它特定的谱线的光，当这个发光原子的强电磁场的作用下，其光谱会产生分裂。这是由于强电磁场中原子的作用的结果，使之发出的光谱产生变化。光一旦由原子发出来后，它的各性质就不会再受到强电磁场的影响了。

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逆子

[楼主] [4楼] 作者:yanghx 发表时间: 2002/07/27 18:20

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补充一点
另外补充一点：偏振面的旋转角α正比于磁化强度M及玻璃介质的厚度d，用下式表示： α＝KMd K＝为费尔特常数所以如果选用一般玻璃，最好是厚一点，磁光玻璃国内的生产单位主要是深圳祁连山，西安和北京的两处也可以问问，我正在着手准备这个实验，具体的说就是正在绕线圈，另外还希望找到“磁光玻璃”，效果会更明显一些，请能少量搞到磁光玻璃或磁光晶体的朋友帮个忙？联系地址： yanghx@19.com.cn ===================================================== 单位名称深圳市祁连山新磁光科技有限公司 QILIANSHAN NEW MAGNET OPTICS TECHNOLOGIC CO.,LTD. 单位地址: 深圳市罗湖区莲塘第一工业区117栋1、2楼联系电话: 0755-5708154 图文传真: 0755-5708167 邮政编码: 518004 经营范围: 磁光玻璃及法拉弟元件 =================================== 　　　磁旋光玻璃及磁光功能器件的开发行业：其它编号：NO．014 一、项目名称：磁旋光玻璃及磁光功能器件的开发二、项目单位：西安光学精密机械研究所三、内容简介：磁旋光玻璃，又叫法拉第旋转玻璃，是一种新颖的高科技领域中重要的透明光学功能材料。利用这种材料可以制作光纤通信中的光隔离器，磁光调制器，磁光开关，磁光电流互感器。上述做成的器件，技术先进，性能可靠，较高灵敏度，高抗干扰，高绝缘等，还具有成本低、体积小、重量轻的特点。我所研制的费尔德常数 V=-0.38min/oe.cm的磁旋光玻璃材料，居世界最高水平，并获发明专利两项。日本保谷公司的FR-5的V=-0.24min/oe.cm。四、形成产品的经济分析：规模生产需投资1400万元，其中流动资金500万。需厂角2500-3000平方米，其中需：200平方米净化和恒温区。电力需250kw连续供电。技术人员要求大专上以水平。五、推广应用的生产条件：我所研制的高V值磁光玻璃，在费尔德常数V，非线性指数，质量因数，透过率及化学稳定性都赶上和超过日本FR-5玻璃。生产工艺成熟。六、经济效益及市场预测：随着光纤通讯和“信息高速公路”的飞速发展，天源器件的需求量会大幅增加。磁光玻璃500kg/年，成本2600元/kg。售价2.5万元/kg。光隔离器250美元/只。售价1000美元/只，效益不言而明。七、交易合作方式：委托功能器件开发、技术转让、合作生产。联系人：杨文正地址：西安市友谊西路234号邮编：710068 电话：029-8484467 传真：029-8484473 E-mail：如果对该成果有兴趣,请直接与原单位联系。若联系不上或不方便,请用如下方式咨询: Tel：029-8495710 E-mail：tangxl@pub.xaonline.com =========================================== 国家建材局人工晶体研究所 http://www.cbmie.com/qiye/qy/jingti/jingti.htm （生产过磁光玻璃，现在情况不详）地址:北京市朝阳区东坝河红松园1号邮编:100028 电话:(010)65762966 传真:(010)65762871

[楼主] [5楼] 作者:yanghx 发表时间: 2002/07/27 18:32

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应该注意这个实验的标题？
你说的是该实验的第二个目标：超导强磁场下的“真空磁旋光”效应，那么你对该实验的主要目的：偏振与衍射的关系如何看呢？是否也有人做过这个实验了？有关强磁场对光是否会产生作用，可以参考磁场对光的散射作用---磁散射， “磁散射”难道还不能说明磁场对“光子”是有作用的吗？关于“磁散射”的检索信息如下，至少台湾的消息明确的说：正在研究磁场对软X光的散射作用， ----------------------------------------------- 天体物理中的辐射机制教学大纲 ...的吸收系数和发射线强度；处理谱线辐射转移的近似方法-逃逸概率法；弹性散射对辐射转移的影响，随机游动近似；康普顿化；推广的Kompaneets 扩散方程；第四章，回旋...；逆康普顿散射的功率，谱分布；电子系集体的逆康普顿辐射。强磁场中共振的逆康普顿散射；电子对的湮灭和产生；双光子湮灭产生电子对；高能光子在强磁场... ... phys.gscas.net.cn/lessons/jxdg/jxdg25.htm - 2002-3-20 注明：该网站需要访问权限，所以无法看到具体内容， ------------------------------------------------- 一、课程简介：本课程是材料科学与工程专业的物理类基础课。本课程包括晶格结构、晶格振动与热性质、固体电子理论、半导体、固体磁性质、绝缘体、介电体等部分。本课程将系统介绍固体研究的基本理论与重要实验方法，提示丰富多彩的固体形态（如金属、绝缘体、磁性材料等）形成的基本物理规律，给出研究这些固体的实验（如X光衍射、中子散射、磁散射等）设计的基本原理。 http://www.mse.tsinghua.edu.cn/students/undergraduate/courses/30350034.htm --------------------------------------------------- 国科会向院长简报之施政重点工作项目 ...继续进行SPring-8台湾专属光束线及实验站的建造、继续安装红外光束线相关设施、完成超导移频磁铁X光光束线初步设计、完成十套新式的光束线安全连锁系统。举行同步辐射X光粉末绕射研究群小组会议、进行软X光磁散射实验站... http://www.nsc.gov.tw/important/90/Q3.doc 注明：该台湾网站打不开， ----------------------------------------------------- 物理学报1999年12期共36篇编号篇名 15 正常金属-铁磁绝缘层-d波超导结中的磁散射对量子输运的影响 ----------------------------------------------------------

[7楼] 作者:刘武青发表时间: 2002/07/28 20:09

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回复:电磁场能使氩气电离，随后会产生高度同步的光子流，转帖
电磁场能使氩气电离，随后会产生高度同步的光子流　你目前的位置是: 网易首页-->科技频道-->大众科技-->科　　普科学家开发出新型超短波长光束 2002年07月24日14:30:57 新华网　　新华网华盛顿７月２３日电（记者毛磊）美国和保加利亚科学家近日宣布，他们新开发出了一种类似激光的超短波长光束。这项成果发表在美国的《科学》杂志上，它有望为在纳米尺度上测量或操纵微小物体提供一种全新手段。迄今为止，激光的利用基本上都是紫外或更长波长的光源。两国科学家开发出的新型远紫外光束，波长只有几十个纳米（１纳米为１０亿分之一米），其脉冲群比现有的任何激光源都要短。科学家们介绍说，他们是利用“高度谐波振荡”工艺而获得新型远紫外光束的。具体过程是：首先将脉冲为飞秒（千万亿分之一秒）级的可见光激光注入充满氩气的中空纤维中，形成强电磁场；电磁场能使氩气电离，电离出的电子会重新与气体离子发生撞击，并在电磁场中来回振荡；随后会产生高度同步的光子流，这些光子流最终形成的高能远紫外光束，具备现有远紫外光束所无法比拟的良好聚焦性能。除了光束本身性能优异之外，研究中所用的装置也值得一提。产生新型远紫外光束的系统占地面积不足２平方米，给应用带来了很大便利。科学家们称，新型光束最直接的应用是在基础研究上，比如说观测分子的特性。将来它还有可能成为研究人员安装和调试微型制造系统的帮手。另外，这种远紫外光束在制造高分辨率生物全息图上可能也有用途。

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刘武青

[楼主] [8楼] 作者:yanghx 发表时间: 2002/07/29 02:19

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只要把原子看成一个“微型同步加速器”就行了
X光的方向性和穿透力都较强，不易被透镜聚焦，（一般只有靠反射聚焦）这限制了光学显微镜的发展，这种辐射还是原子受外界激发产生的，只是外界激发源的频率和强度都比以前高，看来它具有强方向性，类似同步辐射，其实同步辐射也是一种方向性很强的“激光”（可以用来打孔、刻蚀），其频率早已可达到X光甚至γ光的频率，就是说当电子的速度很高时，估计就会产生强方向性的“物质波”（强方向性是由其冲击性决定的），但电子直线运动时，不易被测量、观察到，只有在电子改变方向时才易于观察到，这种辐射也不难理解，只要把原子看成一个“微型同步加速器”就行了，所以进一步的研究可能会对研究原子模型产生影响？

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