2009-08-10

測量複合材料的光速

Measuring the Speed of Light in Composite Materials
http://www.physorg.com/news168281326.html

By Lisa Zyga, July 31st, 2009

(PhysOrg.com) -- 雖然光速在真空中是常數,不過當光行經其他物質時,速度會稍微降低。雖然要在一種材料製成的媒介中測量光速相對容易,但要追蹤通過複合材料的光速卻困難得多。現在,一種新技術能藉由光壓(pressure of light)的改變在複合材料中偵測光速。

Sanli Faez 以及來自荷蘭 FOM Institute for Atomic and Molecular Physics 的同僚在即將出刊的 Physical Review Letters 上呈現這種新方法。

當光進入某物質時,例如:玻璃,其速度基於它如何碰撞材料中的原子而減少。接著,這決定了物質的折射率,那是真空中光速與介質中光速之間的比率。複合材料,以許多物質製成,擁有許多不同的折射率。這引起大量的光散射,使得該材料的總折射率難以測量。

在這項新技術中,研究者利用一壓力艙來改變複合材料的折射率。將雷射光照射過一設置在壓力艙中的濾鏡,研究者藉此創造出有斑點的干涉圖案。藉由壓力的改變,研究者接著能改變圖案。接著,他們比較:在與壓力相關的情況下圖案如何變化,那使得他們得以計算折射率與光速的變化。

了解光如何與複合材料交互作用能導致數種應用。該技術對於生物感應裝置十分有用,因為許多生物材料,例如骨骼與組織,都是複合材料。透過測量干涉圖案中的不規則性,那在藥丸測試上也許有其應用。

※ 相關報導:

* Universal Optimal Transmission of Light Through Disordered Materials
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.101.120601
I. M. Vellekoop and A. P. Mosk
Phys. Rev. Lett. 101, 120601 (2008) [4 pages]
doi: 10.1103/PhysRevLett.101.120601
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