有什么办法能让原子静下来?
有啊!降温呗,采用各种低温技术就可以啊!只要让原子所处环境温度足够低,原子都被冻住了,也没力气再动来动去了。
可是,要真正让原子冷静下来,温度需要接近绝对零度才可以,而一般的低温技术根本达不到这个要求。
那该怎么办呢?
你知道,若想让河水停下来,筑坝拦住就行了。
但是原子的运动是杂乱无章的,方向各异,速度有快有慢。要使它们慢下来,不可能对原子集体作用,作用必须到原子个体上。正如你想摧毁战场上那混乱的敌军战车,你能做的就是瞄准它们各个击破。
但原子非常小,有什么精细的武器能将作用准确施加到原子个体上呢?
不错,光能干这事!
光虽然是照在原子上集体上,但各个光子就像射弹一样精准的打在各个原子上,保证作用到位。
打个比方,原子就好比是马路上行驶的汽车,而光子就像是迎着汽车飞过去的石头。根据动量守恒定律,就像汽车不断被迎头击中而降速一样,原子也会因为不断受到光子的冲撞而逐渐慢下来。
但问题是,入射的光可能会让迎面而来的原子减速,但同样也会让那些与光子速度同向的原子加速。并且可以想见,原子被光子碰撞而加速和减速的机会应该是一样多!所以无法为原子降速。
光子碰到原子会发生什么?
这得首先从光量子的概念说起。
电磁波在碰到其他微粒时,看起来就像一个弹性小球,它们的能量和动量分别为undefined对一般的普通光源来说,频率undefined不是唯一的。所以对一般的光来说,光子的能量各不相同。
激光是一种相干光,它的方向性好,而且有很好的单色性,可近似被认为只有一个频率,每个光子都具有相同的能量。
光子碰到原子时,它可能被原子吸收 —— 之所以说可能,是因为这个吸收不一定发生,取决于原子吸收光子的能量后,能否跳到其他能级。