Prążkowane lustro - Ridged mirror

W fizyce atomowej, A prążkowane lustro (lub pręgą lustro atomowej lub Fresnela dyfrakcji lustro ) jest rodzajem lustra atomowej , przeznaczone do zwierciadlanego odbicia z cząstek obojętnych ( atomami ) pochodzącą w wypasu kąta padania . W celu zmniejszenia średniego przyciągania cząstek do powierzchni i zwiększenia współczynnika odbicia, powierzchnia ta ma wąskie grzbiety.

Odbicie prążkowanych luster atomowych

W literaturze omówiono różne szacunki efektywności kwantowego odbicia fal od prążkowanego zwierciadła . Wszystkie szacunki wyraźnie wykorzystują teorię de Broglie o właściwościach falowych odbitych atomów.

Skalowanie siły van der Waalsa

Grzbiety zwiększyć odbicie kwantową z powierzchni, zmniejszając skuteczną stałą w van der Waalsa przyciągania węgla na powierzchnię. Taka interpretacja prowadzi do oszacowania współczynnika odbicia ${\ Displaystyle ~ C ~}$

${\ Displaystyle \ Displaystyle r \ ok r_ {0}\! \ lewo ({\ Frac {\ ell} {L}} C \! ~ K \ grzech (\ theta) \ prawo)}$,

gdzie jest szerokością grzbietów, odległością między grzbietami, jest kątem natarcia , jest liczbą falową i jest współczynnikiem odbicia atomów o liczbie falowej od płaskiej powierzchni przy prostopadłym padaniu. Takie oszacowanie przewiduje wzmocnienie współczynnika odbicia wraz ze wzrostem okresu ; to oszacowanie jest ważne w dniu . Zobacz odbicie kwantowe dla przybliżenia (dopasowania) funkcji . ${\displaystyle ~\ell ~}$${\ Displaystyle ~ L ~}$${\displaystyle \displaystyle ~\theta ~}$${\ Displaystyle ~ K = mV / \ hbar ~}$${\displaystyle ~r_{0}(C,k)~}$${\displaystyle ~k~}$${\ Displaystyle ~ L ~}$${\ Displaystyle KL \! ~ \ theta ^ {2} \ ll 1}$${\displaystyle ~r_{0}~}$

Interpretacja jako efekt Zenona

W przypadku wąskich grzbietów o dużym okresie , grzbiety po prostu blokują część czoła fali. Następnie można interpretować w kategoriach dyfrakcji Fresnela na fali de Broglie , czy efekt Zeno ; taka interpretacja prowadzi do oszacowania współczynnika odbicia ${\ Displaystyle L}$

${\ Displaystyle ~ \ Displaystyle r \ około \ exp \! \ lewo (- {\ sqrt {8 \! ~ K \! ~ L}} ~ \ theta \ prawej) ~}$,

gdzie kąt wypasu ma być mały. Szacunek ten przewiduje zwiększenie współczynnika odbicia przy skróceniu okresu . To oszacowanie wymaga . ${\displaystyle \displaystyle ~\theta ~}$${\ Displaystyle ~ L ~}$${\displaystyle ~\ell /L\ll 1~}$

Granica podstawowa

W przypadku wydajnych luster prążkowanych oba powyższe szacunki powinny przewidywać wysoki współczynnik odbicia. Oznacza to zmniejszenie zarówno szerokości grzbietów, jak i okresu, . Szerokość grzbietów nie może być mniejsza niż wielkość atomu; to wyznacza granicę wydajności prążkowanych luster. ${\displaystyle \ell}$${\ Displaystyle L}$

Zastosowania prążkowanych luster

Prążkowane lustra nie są jeszcze skomercjalizowane, chociaż można wspomnieć o pewnych osiągnięciach. Współczynnik odbicia prążkowanego zwierciadła atomowego może być o rzędy wielkości lepszy niż płaskiej powierzchni. Wykazano zastosowanie prążkowanego lustra jako atomowego hologramu . W pracach Shimizu i Fujity holografia atomowa jest uzyskiwana za pomocą elektrod wszczepionych w błonę SiN ₄ nad zwierciadłem atomowym, a może jako samo zwierciadło atomowe.

Prążkowane lustra mogą również odbijać światło widzialne ; jednak w przypadku fal świetlnych wydajność nie jest lepsza niż w przypadku płaskiej powierzchni. Jako element ogniskujący dla atomowego układu optycznego o rozdzielczości submikrometrowej ( nanoskop atomowy ) proponuje się elipsoidalne zwierciadło prążkowane .

Zobacz też

• Lustro atomowe
• Odbicie kwantowe
• Nanoskop atomowy
• Efekt Zenona
• Fala materii

Bibliografia