物理学与人类文明(多媒体课件)5

1、物物 理理 学学 人人 明明 类类 文文 叶高翔叶高翔 2014年秋年秋 激光激光 (1) (1) 特性特性： (a) (a) 单色性好单色性好（即单一频率）（即单一频率） 曾作为长度基准的单色性最好的氪灯（曾作为长度基准的单色性最好的氪灯（K Kr r8686）的谱线宽度为的谱线宽度为 60576057 0.0470.047 常用氦氖激光器所发波长常用氦氖激光器所发波长 6328 6328 0 0.00000001 .00000001 0.390.76 (m)I普通蓝光普通蓝光0.390.76 (m)I蓝色激光蓝色激光 地地球球 月月球球 光光斑斑直直径径 2 2 m m 一一般般 1 10

2、 0 m mW W 的的 H He e- -N Ne e 激激光光器器的的亮亮度度比比 太太阳阳大大几几千千倍倍 高功率激光装置高功率激光装置“神光神光” 2008年年1月月26号，号，“神光神光III原型装置原型装置”关键系统之一关键系统之一“靶场光电及控制系统靶场光电及控制系统”顺利通过由中国工程物理顺利通过由中国工程物理研究院激光聚变研究中心在四川绵阳组织的验收。研究院激光聚变研究中心在四川绵阳组织的验收。 射向太空的激光束是未来星际通讯的载体!用激光在头发丝上打了三个方形孔用激光在头发丝上打了三个方形孔目前光刻精确度：目前光刻精确度： 0.18 微米微米（c c）相干性好）相干性好 相

3、干长度比普通光长相干长度比普通光长 10001000 倍左右或以上倍左右或以上 ! ! 德布罗意关系：德布罗意关系： 谱线宽度谱线宽度 ， 动量不确定性动量不确定性 ； 测不准原理：测不准原理： 光子的位置不确定性光子的位置不确定性 ，波的波列长度，波的波列长度 ! ! （2 2）激光原理）激光原理 (a) (a) 工作物质：三能级（或四能级）系统工作物质：三能级（或四能级）系统 - 入射光子的放大入射光子的放大! 世界上第一台激光器世界上第一台激光器银膜银膜 R = 100 %银膜银膜 R = 95 %闪光管闪光管红宝石红宝石受激辐射示意图受激辐射示意图激光激光 思思想想是是第第一一位位的的

4、！ 条条件件好好坏坏与与成成就就大大小小之之间间虽虽然然有有 重重要要关关系系，但但没没有有必必然然关关系系！ 红楼梦巨著是在红楼梦巨著是在什么样的条件下什么样的条件下写出来的写出来的 ?小泽征尔十分欣赏的创作过程非常艰难! 超导超导（1911 年，年，K. Onnes）（1） 超导体的特征：超导体的特征： （a） 零电阻零电阻 （电阻率）（电阻率） 临界温度临界温度 TC T（温度）（温度） T TC C上升速率上升速率 25.0191119862 .423（K K / /年）年） 元素周期表中有元素周期表中有 5050 多种元素超导，但分布无规律；多种元素超导，但分布无规律； 一般良导体（

5、一般良导体（A Au u，AgAg，CuCu 等）不超导。等）不超导。 The periodic table of the elements showing known superconductors (shaded) and their transition temperature Tc (in K). Dark shading means that only a high pressure phase of the element is superconducting. 中科院物理所中科院物理所赵忠贤院士赵忠贤院士 思思想想是是第第一一位位的的！ 条条件件好好坏坏与与成成就就大大小小之之间

6、间虽虽然然有有 重重要要关关系系，但但没没有有必必然然关关系系！ 条件条件 与与 成功成功 有些人是因为条件优越而成功有些人是因为条件优越而成功; ; 有些人则是因为条件恶劣才成功有些人则是因为条件恶劣才成功; ; 还有人是因为条件优越而不能成功还有人是因为条件优越而不能成功! ! （b）迈斯纳效应）迈斯纳效应（完全抗磁性） 第一类超导体：第一类超导体： 超导内部磁场超导内部磁场 B0 B 超导态超导态 第二类超导体：第二类超导体： 磁力线在超导体内部，呈点阵形式排列磁力线在超导体内部，呈点阵形式排列 B磁铁悬浮于超导铅碗之上磁铁悬浮于超导铅碗之上二类超导体中的磁通点阵二类超导体中的磁通点阵

7、绝绝缘缘体体 超超导导体体 粒粒子子性性 波波动动性性 负负粒粒子子 正正粒粒子子 磁磁场场诱诱导导电电场场 电电场场诱诱导导磁磁场场 宇宇称称守守恒恒 宇宇称称不不守守恒恒 同同性性相相斥斥 同同性性相相吸吸 . . . . . . . . . . . . 赵州桥赵州桥: : 位于河北省赵县境内，建于隋开皇年间 （公元595605年）距今已有1400多年历史.美国美国 旧金山旧金山 金门大桥金门大桥 物物 理理 学学 人人 明明 类类 文文 叶高翔叶高翔 2014年秋年秋一一 二二 三三 I II III 右右 左左 左左 右右 大大 小小 小小 大大 姓名姓名 名姓名姓 写意写意 写实写实 柔柔 剧剧 辩证法辩证法 形而上学形而上学 .