玻色爱因斯坦凝聚与原子激光培训教学PPT课件.ppt

受激辐射（二） A photon strikes an excited atom，and the atom emits a new photon just like the first one. An electromagnetic wave strikes an excited atom，and the wave takes the atoms extra energy to become a bigger wave. 正常粒子数分布： 受激辐射（三） 粒子数反转： 受激辐射（四） 受激辐射（五） 受激辐射（六） 光学谐振腔： 激光（一） 激光（二） 激光的特点：相干性——一致性 激光（三） 激光的应用： 1. 方向性：激光是沿一定方向发射的一束很细的光束，光束的发散角很小。可应用于测距，通信和雷达等方面。 2. 高亮度：由于激光的方向性好，能量在空间沿发射方向可高度集中，亮度比普通光源有极大提高。可利用激光进行打孔，切割和焊接等。 3. 相干性：激光是相干光。可应用到精密测量、通讯、测长、测振、全息照相和信息处理等方向。 激光焊接 高能激光（能产生约5500 oC的高温）把大块硬质材料焊接在一起 激光核聚变 把多束激光同时聚向一个产生核聚变反应的小燃料样品上，引发核聚变。 ? 照明束 ——照亮视场 ? 纤维镜激光光纤 ——成象 ? 有源纤维强激光 ——使堵塞物熔化 ? 附属通道 （可注入气或液） ——排除残物以明视线 ? 套环 ——（可充、放气） 阻止血流或使血流流通 臂动脉 主动脉 冠状动脉 内窥镜 附属通道 有源纤维 套环 纤维镜 照明束 激光手术刀 （不开胸，不需住院） 光纤通信 The Nobel Prize in Physics 2005 Roy J. Glauber(格劳伯)） John L. Hall(霍尔) Theodor W. H?nsch(汉斯) “for his contribution to the quantum theory of optical coherence for their contributions to the development of laser-based precision spectroscopy, including the optical frequency comb technique 3.2.1 光的波粒二象性 牛顿的微粒说能解释光的折射与反射。 发光物体发射出以直线运动的微粒子，微粒子流冲击视网膜就引起视觉。 光的粒子说——牛顿 光的干涉 光的波动说——惠更斯、托马斯.杨、菲涅尔、夫朗和费） 光量子说（爱因斯坦） 一束光是由有限个能量量子组成，称为光量子，简称光子。光子的能量与光的频率的关系为： 光电效应 光的波粒二象性（一） 光的波粒二象性（二） 光的波粒二象性（三） 光的波粒二象性（四） ??????????????????????????????? Albert Einstein Germany and Switzerland 1879～1955 for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect The Nobel Prize in Physics 1921 玻色－爱因斯坦凝聚（BEC） T/Tc N0/N O 1 1 T/Tc CV/NkB O 3/2 1 玻色子： 费米子： 1. 波函数对称 1. 波函数反对称 2. 不受泡利原理约束 2. 受泡利原理约束 3. 满足玻色－爱因斯坦分布： 3. 满足费米－狄拉克分布： 5. 特征温度： 5. 特征温度： 6. 玻色子、费米子 经典粒子 玻色子与费米子 4. 低温下产生BEC 4. 低温下不凝聚 历史回顾 1938，F. London：4He超流现象可能是BEC的表现 1959，自旋极化的氢原子作为BEC候选对象 1993，半导体中激子显示BEC特征 1995，稀薄碱金属原子气体BEC的实现（JILA 、Rice、 MIT） 1997，BEC凝聚体的干涉现象（MIT） 1999，超冷简并费米气的实现（JILA） 2004，分子BEC的实现（JILA） 2001，BEC在我国实现（上海光机所） 1997，第一台原子激光器（MIT） 1925，A. Einstein 预言BEC 温度的概念 激光制冷（一） 激光制冷（二） 激光制冷（三） 激光制冷（四） u 多普勒效应： 激光制冷（五） 磁约束（一） B + v0