关于刘武青先生2004年的透镜旋转导致照度计读数变化效应: 刘武青先生2004年前后一直在做一个实验:将日光灯通过一个透镜,照射到照度计上。如果将透镜装在一个电转上,透镜就会高速转动,于是照度计读数会发生明显变化。关于这个效应,他在2004年4月杭州光学大会上演示过。当时我提供了一个大致的解释,认为透镜转动影响了透镜的折射率,于是影响透镜的焦距,使得出射光线汇聚能力发生变化。当然,这个解释我也认为不牢靠(计算表明,这种折射率变化微乎其微)。刘的解释是:康普顿效应要打补丁或者光子通过运动介质时频率要发生变化。 时过多年,我一直在思考刘先生的这个现象。关于刘说的"光子通过运动介质时频率要发生变化",这倒其实是对的,的确是有这个现象的,现在广为工业和医学使用的多普勒计(测量流体速度)其实就是利用光子在运动流体上的散射导致频率发生变化而反推出流体速度的,它的理论机制有两个:第一,用多普勒效应解释;第二,光子通过运动介质频率要发生变化(光子与运动粒子散射,它们之间会有能量和动量转移)。这两个机制虽然看似不同,其实等价,只是看待问题角度不同而已。 那么,刘的"透镜旋转导致照度计读数变化效应"到底是不是因为"光子通过运动介质,频率要发生变化"呢?好像有点道理,但是计算一下,发现还是不太一致。光子通过运动介质,频率变化量虽然有,其实还是非常微小的。如果运动介质的速度是10米每秒,那么频率变化量也只有千万分之一,似乎还造不成刘的实验中的"照度计读数会发生明显变化"。所以,什么是真正的解释还是一个谜。 JIAN QI SHEN, ZJU 2010-8-1 |