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发信人: leader (kikizh), 信区: Physics 标题: 偏振光在手征液体中的分裂发信站: BBS 珞珈山水站 (Tue Nov 21 22:29:31 2006) 偏振光在手征液体中的分裂作者：David Lindley 文葛韶锋译注释：Splitting a Light Beam in Two, 1 November 2006, Physical Review Focus.(1 361字) 相关网址：http://focus.aps.org/story/v18/st14 摘要/内容：据今年十月二十七日出版的《物理学评论快报》的报道，当光进入到某些液体中的时候可以分为两束。新实验证明了这种差不多两个世纪之前就已经预言的效应，同时还展示了其它的一些效应：比如光束以一定的角度入射到媒质边界上，但是以另一个稍微有所不同的角度反射回去。这项工作展示了光物理学中较少被研究的一个侧面，同时还会导致对液体光学性质更加灵敏的测量。最新的实验显示，线偏振光进入到手征液体中之后分成两束光（左图）；类似的效应发生在某些晶体中，比如方解石（右图）以及石英，从而形成两个图像。线偏振光中电矢量的振动是发生在一个平面中的，就像将拉直的绳子上下抖动所产生的波动一样。在十九世纪早期，法国物理学家菲涅耳研究了具有光学活性的材料，这种材料可以改变光的偏振方向。他认识到，线偏振光可以看成是两个相等的左右旋圆偏振光的叠加；也就是波的运动像螺丝锥那样顺时针或者是逆时针地变化。为了解释某些实验的结果，他提出两种圆偏振光在具有光学活性的液体中的传播速度是不一样的。由于光速决定了折射角度，菲涅耳同时还预言了线偏振光通过具有光学活性的液体之后会被分裂成两束独立的具有相反圆极化性质的光束，两者之间的夹角取决于两者速度的差别。同样的性质存在于各向异性的晶体中，如方解石中就很容易就被观测到。哈佛大学的Am barish Ghosh和Peer Fischer最近在液体中也观察到这种现象，但角度差只有万分之几度。现在我们知道，具有光学活性的液体是由所谓的手征分子组成的，它们或是只有左手类型（Left-handed）或是只有右手类型（Right-handed）。虽然菲涅耳当时并不清楚分子的结构，但是他和他同时代的人知道存在两种液体，它们对线偏振光有不同的效应。菲涅耳建议通过一种可放大光束分裂效应的实验设置来探测这种效应：将一系列的三棱镜交替地充满两种液体，使之能够在棱镜的两个表面上增大角度差。Ghosh和Fischer采用了这种设置，其中使用了左手征性和右手征性的手征液体柠檬油精(Limonene)，这是一种中性的香油，并用一个高分辨率的CCD相机来成像。在其它的一些实验中，这个小组观察了通过手征液体（Chiral Liquid）的圆偏振光在液体内部的反射（Internal Reflection）现象，光束打到容器壁上，然后反射回到液体中。反射光通常含有左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，因此反射产生了两束反射光束。但是，如果没有棱镜的精细布置，研究者们只能够得到平均的光束位置。但是，他们仍然能够得出入射光和反射光束与媒质界面之间的夹角是不同的，而这就是早在上世纪八十年代就被预言了的不同于通常反射定律的现象。 Ghosh和Fischer指出，光束劈裂效应可以被用来灵敏地分析少量未知材料的手征性质。以前的测量要求光必须在样品中走过很长的路径才能够测量材料的手征性质，由于光束劈裂效应发生在分界面上，因此也就不需要经过那么长的路径。而大样品在制药领域以及未来 “芯片上的实验室”器件（``Lab-on-Chip Device”）来说常常是不可能的。在一个验证概念的简单演示中，这个小组制造了一个很小的实验腔（Cell），只有几百个微米（Micron）的直径，并在其中充入右手和左手手征性柠檬精油的混合物。通过仔细地测量折射光束，研究者们可以精确地测量两种手征分子的相对比例。来自美国康涅狄格州哈特福德三一学院的Mark Silverman——他在几年前完成了手征材料（Chiral Media）中折射和反射的整套理论——透露，Ghosh和Fischer成功地完成了一系列巧妙的实验。他认为将这个效应应用到微观样品中将是一个非常具有原创性的想法。研究文章： Chiral Molecules Split Light: Reflection and Refraction in a Chiral Liquid Ambarish Ghosh and Peer Fischer Phys. Rev. Lett. 97, 173002 (预印本) (issue of 27 October 2006) 关键词：双折射手征液体 -- ※ 来源:·珞珈山水BBS站 http://bbs.whu.edu.cn·[FROM: 159.226.37.*]
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发信人: leader (kikizh), 信区: Physics
标题: 偏振光在手征液体中的分裂
发信站: BBS 珞珈山水站 (Tue Nov 21 22:29:31 2006)

偏振光在手征液体中的分裂

作者：David Lindley 文葛韶锋译
注释：Splitting a Light Beam in Two, 1 November 2006, Physical Review Focus.(1
361字)
相关网址：

http://focus.aps.org/story/v18/st14

摘要/内容：

据今年十月二十七日出版的《物理学评论快报》的报道，当光进入到某些液体中的时候可
以分为两束。新实验证明了这种差不多两个世纪之前就已经预言的效应，同时还展示了其
它的一些效应：比如光束以一定的角度入射到媒质边界上，但是以另一个稍微有所不同的
角度反射回去。这项工作展示了光物理学中较少被研究的一个侧面，同时还会导致对液体
光学性质更加灵敏的测量。

最新的实验显示，线偏振光进入到手征液体中之后分成两束光（左图）；类似的效应发生
在某些晶体中，比如方解石（右图）以及石英，从而形成两个图像。

线偏振光中电矢量的振动是发生在一个平面中的，就像将拉直的绳子上下抖动所产生的波
动一样。在十九世纪早期，法国物理学家菲涅耳研究了具有光学活性的材料，这种材料可
以改变光的偏振方向。他认识到，线偏振光可以看成是两个相等的左右旋圆偏振光的叠加
；也就是波的运动像螺丝锥那样顺时针或者是逆时针地变化。为了解释某些实验的结果，
他提出两种圆偏振光在具有光学活性的液体中的传播速度是不一样的。

由于光速决定了折射角度，菲涅耳同时还预言了线偏振光通过具有光学活性的液体之后会
被分裂成两束独立的具有相反圆极化性质的光束，两者之间的夹角取决于两者速度的差别
。同样的性质存在于各向异性的晶体中，如方解石中就很容易就被观测到。哈佛大学的Am
barish Ghosh和Peer Fischer最近在液体中也观察到这种现象，但角度差只有万分之几度
。

现在我们知道，具有光学活性的液体是由所谓的手征分子组成的，它们或是只有左手类型
（Left-handed）或是只有右手类型（Right-handed）。虽然菲涅耳当时并不清楚分子的结
构，但是他和他同时代的人知道存在两种液体，它们对线偏振光有不同的效应。菲涅耳建
议通过一种可放大光束分裂效应的实验设置来探测这种效应：将一系列的三棱镜交替地充
满两种液体，使之能够在棱镜的两个表面上增大角度差。Ghosh和Fischer采用了这种设置
，其中使用了左手征性和右手征性的手征液体柠檬油精(Limonene)，这是一种中性的香油
，并用一个高分辨率的CCD相机来成像。

在其它的一些实验中，这个小组观察了通过手征液体（Chiral Liquid）的圆偏振光在液体
内部的反射（Internal Reflection）现象，光束打到容器壁上，然后反射回到液体中。反
射光通常含有左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，因此反射产生了两束反射光束。但是，如果
没有棱镜的精细布置，研究者们只能够得到平均的光束位置。但是，他们仍然能够得出入
射光和反射光束与媒质界面之间的夹角是不同的，而这就是早在上世纪八十年代就被预言
了的不同于通常反射定律的现象。

Ghosh和Fischer指出，光束劈裂效应可以被用来灵敏地分析少量未知材料的手征性质。以
前的测量要求光必须在样品中走过很长的路径才能够测量材料的手征性质，由于光束劈裂
效应发生在分界面上，因此也就不需要经过那么长的路径。而大样品在制药领域以及未来
“芯片上的实验室”器件（``Lab-on-Chip Device”）来说常常是不可能的。

在一个验证概念的简单演示中，这个小组制造了一个很小的实验腔（Cell），只有几百个
微米（Micron）的直径，并在其中充入右手和左手手征性柠檬精油的混合物。通过仔细地
测量折射光束，研究者们可以精确地测量两种手征分子的相对比例。

来自美国康涅狄格州哈特福德三一学院的Mark Silverman——他在几年前完成了手征材料
（Chiral Media）中折射和反射的整套理论——透露，Ghosh和Fischer成功地完成了一系
列巧妙的实验。他认为将这个效应应用到微观样品中将是一个非常具有原创性的想法。

研究文章：
Chiral Molecules Split Light: Reflection and Refraction in a Chiral Liquid
Ambarish Ghosh and Peer Fischer
Phys. Rev. Lett. 97, 173002 (预印本)
(issue of 27 October 2006)

关键词：双折射手征液体

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※ 来源:·珞珈山水BBS站

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