WikiDer > Оптический подъемник - Википедия

Optical lift - Wikipedia

Оптический подъемник является оптический аналог аэродинамический подъемник, в котором изогнутый преломляющий объект с верхней и нижней поверхностями разной формы испытывает стабильную поперечную подъемную силу при помещении в однородный поток свет.[1]

Открытие

Оптический подъем - это составляющая силы, передаваемая от равномерного света.
Первые летательные аппараты CP1

Способность света оказывать давление на объекты известна как радиационное давление, который был впервые постулирован в 1619 году и доказан в 1900 году. солнечный парус, который использует свет радиационное давление пройти через Космос. Исследование 2010 года, проведенное физиком Гровером Шварцлендером и коллегами из Рочестерский технологический институт в Рочестере, штат Нью-Йорк, показывает, что свет также способен создавать более сложную силу "поднимать", которая представляет собой силу, создаваемую профили которые заставляют самолет подниматься вверх при движении вперед. Это исследование было опубликовано в декабре 2010 г. в Природа Фотоника журнал. Шварцлендер предсказал, обнаружил и экспериментально подтвердил в микрометровом масштабе, что при применении луча лазер свет к полуцилиндрическому преломляющему стержню, он автоматически крутится в устойчивый угол атаки, а затем выставляет униформу движение.[1]

Эксперимент начался как компьютерные модели предполагалось, когда свет падает на крошечный объект в форме крыло, к частице приложена устойчивая подъемная сила. Затем исследователи решили провести физические эксперименты в лаборатории и создали крошечные прозрачные стержни микрометрового размера, которые были плоскими с одной стороны и закругленными с другой, как крылья самолета. Они погрузили световые фольги в воду и обстреляли их мощностью 130 мВт. инфракрасный лазерный луч из-под камеры. Радиационное давление толкает частицы в направлении распространения, это называется сила рассеяния, но возбуждение наступило, когда частицы были отброшены в сторону в направлении, перпендикулярном направлению распространения света. Поперечная сила, действующая на частицы, - это подъемная сила. Исследователи обнаружили не только стабильный подъем стержней, но и то, что в зависимости от показателя преломления стержень может иметь до двух стабильных углов атаки, на которые он поворачивается при воздействии лазерного света. Испытанные симметричные сферы не показали такого же подъемного эффекта.[2]

В оптическом подъеме, создаваемом «световой фольгой», подъем создается внутри прозрачного объекта, когда свет проходит через него и преломленный своими внутренними поверхностями. В стержнях из световой фольги большая часть света уходит в направлении, перпендикулярном лучу, и поэтому эта сторона испытывает большее давление излучения и, следовательно, подъем.[2]

Возможное использование

Использование оптического подъемника для управления солнечными парусами

Открытие в 2010 году стабильной оптической подъемной силы некоторые физики считают «самым удивительным».[3] В отличие от оптический пинцет, градиент интенсивности не требуется для достижения поперечной силы. Таким образом, можно одновременно поднять множество стержней в одном квазиоднородном луче света. Шварцлендер и его команда предлагают использовать оптический подъемник для питания микромашин, транспортировки микроскопических частиц в жидкости или для помощи в самовыравнивании и управлении. солнечные паруса,[3] форма двигательная установка космического корабля для межзвездных космических путешествий. Солнечные паруса обычно предназначены для использования света, чтобы «толкать» космический корабль, тогда как Шварцлендер разработал свои световые крылья для подъема в перпендикулярном направлении; Здесь может быть применена идея возможности управлять будущим космическим кораблем с солнечным парусом.[4]

Шварцлендер сказал, что следующим шагом будет испытание световых фольг на воздухе и эксперименты с различными материалами с разными преломляющими свойствами и с некогерентным светом.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Swartzlander Jr, Grover A .; Тимоти Дж. Петерсон; Александра Б. Артузио-Глимпс и Алан Д. Райсанен (5 декабря 2010 г.). «Стабильный оптический подъемник». Природа Фотоника. 5: 48–51. Bibcode:2011НаФо ... 5 ... 48С. Дои:10.1038 / nphoton.2010.266.
  2. ^ а б c Эдвардс, Лин (7 декабря 2010 г.). «Впервые продемонстрирован оптический лифтинг». Physorg. Получено 9 декабря 2010.
  3. ^ а б Палмер, Джейсон (8 декабря 2010 г.). "'Идея Lightfoil показывает, что свет может обеспечивать подъем ". Новости BBC. Получено 8 декабря 2010.
  4. ^ Каку, Мичио (7 декабря 2010 г.). «Оптический подъемник может позволить нам управлять космическими кораблями на солнечных парусах [sic & # 93 и наноустройства». Big Think. Получено 8 декабря 2010.

внешняя ссылка