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如何确认光线的传播方位? 光线传播速度

如何确认光线的传播方位?光线传播速度

拍摄时如何判断光线的方向?

朋友这个主意比较好,不过还需要判断方向哈!如果方向不能确认肯定没有办法,因此要带上指南针。指南针+手表=简易测光表。

怎样表示光的传播路径和方向

为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光的传播径迹和方向,这样的直线叫光线,其中直线表示光的传播路线,箭头表示光的传播方向。

光的传播方向是怎样的?

物理学家早在1个世纪前就已知道,一束光除了拥有线动量外,还拥有角动量。但直到大约15年前,他们才认识到光拥有两种不同形式的角动量。在4月28日的物理学评论(PRL: Physics Review Letters)上,研究人员描述了一种能够使光的角动量在两种不同形式间转换的方法,这项技术最终可能会被应用于计算机和通信领域。

想象有一束圆偏振光正射向你,你会发现这束光的电场矢量就好像是许多时钟上的指针,在不停的旋转。这些指针都以相同的速度旋转着,但都不指向同一个时刻。假设我们将这一画面静止下来,我们可能会发现位于光束上端的那个钟显示着3点,右边的那个钟显示着6点,而其它的钟都显示着各种不同的时刻。

在量子力学中,光是由光子组成的,其中每一个光子都能表现整束光所拥有的性质。上文提到的那些时钟,所对应的是带一个单位自旋的光子,指针旋转的方向决定了其自旋的正负。而那些指针不都指向同一时刻的原因,在于这些光子还拥轨道角动量。一个光子的轨道角动量,原则上可以取从负无穷到正无穷的任意整数。

意大利那不勒斯大学(the University of Naples, Italy)的Lorenzo Marrucci说,轨道角动量这一概念十分抽象,很难用语言来描述,它会以一种与自旋不同的方式与物质发生作用。例如在一束光中,如果有一个粒子位于光轴外,并且吸收了一个带有轨道角动量的光子,它就会绕着这束光的光轴旋转,而不是绕着其自身的轴自旋。

Marrucci及其同事研制出了一种装置,它能够反转光子的自旋,并将自旋角动量的变化转换为轨道角动量的变化。例如,一个带+1自旋,零轨道角动量的光子穿过这个装置后,就会变为一个带-1自旋,轨道角动量为+2的光子。在这一过程中,光子的自旋与轨道角动量的总和保持不变,而且这一规律对任意自旋及轨道角动量都成立。

这一转换装置最初是从半波片开始设计的。在半波片中,光的传播速度取决其电场方向与波片材料中晶格方向的相对关系。一般来说,一个半波片能将右旋圆偏振光(顺时针方向)变成左旋圆偏振光,或将左旋变成右旋,这种转变实质上就是改变了光子自旋的符号。那不勒斯的物理学家所设计的是一个更为复杂的装置。在构成这一转换器的光学材料中,有一个晶轴的方向与其它晶轴的方向不同。更确切的说,该特殊晶轴的方向会随着它在波片上位置的不同而改变。在对光学材料作了这样一番改进后,这个装置就能在不吸收光子自旋角动量情况下,反转光子的自旋,而自旋角动量的变化则会在输出光子的轨道角动量上表现出来。

“意大利人的这项工作十分有趣”,来自苏格兰格拉斯哥大学(the University of Glasgow, Scotland)的Johannes Courtial的说。虽然这项技术离实际应用还有很长的路要走,但Courtial和Marrucci都认为,由于光子的轨道角动量能比自旋携带更多的信息,如果我们能对轨道角动量进行很好的控制的话,就有可能开发出一种新的通讯方法。另外Courtial还说,如果我们能控制一个光子的自旋与其轨道角动量之间的相互作用,我们就有可能研究出一种全新的逻辑运算,应用在未来的光子或量子计算机中。

光传播的方向是什么?

垂直于电和磁的振动方向,沿直线传播