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激光冷卻原子的原理William D。 Phillips博士的演講深入淺出,我從他那兒聽到的物理圖象是這個樣子的。涉及到兩個基本物理效應:共振 | 記得中學的教科書里講到共振時舉了這樣一個例子:兩個相隔挺遠的寺廟里分別有兩個大鐘,當一個被敲響時,另一個也會嗡嗡作響。用個人文一點的詞說,這叫作“共鳴”。兩個人之間也會“共鳴”,當他們在某件事情上觀點相當一致時。好,用物理學詞語說,這兩個人之間共振了。多普勒頻移 | 還是在中學的物理教科書里,舉了這樣一個例子:站臺上的人會覺得火車駛進站時發出的聲音比火車駛出站時尖銳(頻率高)。Philips做報告時講了這樣一個笑話:一個人駕車以接近光速行駛,闖了紅燈,警察把他攔住,“你闖紅燈了!”那個人說:“沒有啊,明明是綠燈!”所有原子對某些特定頻率的光有共振吸收,不同的原子吸收不同頻率的光,這些吸收線寬可以很窄,就是說只有很小一段頻率的光可以被原子吸收。想象一束激光射向一群做熱運動的原子(熱運動是一種無規運動,室溫下速度約300m/s),由于多普勒頻移,面向激光運動的原子會覺得激光偏藍,而反向的原子會覺得激光偏紅。如果使用一束窄線寬的激光,把頻率調到比原子的吸收頻率稍微小一點(紅一點),那么只有面向激光運動的原子會吸收激光,因為動量守恒,速度會慢下來,而其它原子不受影響;如果從各個方向照射,原子們就會整體上安靜下來。這就是說被冷卻了。不知道我的解釋能不能令人明白,科普不是容易的事情呢。另外,也不知道我的理解有沒有差錯。另另外,還有其它激光冷卻原子的方法,比如這里說的。 。