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光学分支流实验的设计与研究

2021-11-03项姿睿孙宝印廖艳华徐亚东

科技风 2021年29期

项姿睿 孙宝印廖艳华 徐亚东

摘 要:光波在无序系统中的传播是凝聚态物理、光学等学科的重要前沿研究问题。當激光射入肥皂膜时,激光在肥皂膜表面并非沿直线传播,或发生均匀的散射,而是出现枝丫状的分支流现象。本文通过改进液体薄膜材料,搭建光路,开发了一套光学分支流现象观测实验仪,并研究了光学分支流的断层现象。

关键词:光学;分支流;实验装置;肥皂膜;断层

分支流现象是物理学中常见的一种波的传播现象。2001年,M.A.Topinka等人发现 [12],当二维电子气在满足一定条件的无序分布势场中传播时,电子流会出现类似树枝状的分支流现象,其散射特性并不遵循通常物理学中所预测的瑞利散射规律。由于这一分支流现象是无序系统中普遍存在的波动结果,随后在海浪波、电磁微波、声波、石墨烯中的电子气等不同领域[34],也都观察到类似的分支流现象。2020年7月,A.Patsyk等人首次观察到光分支流现象[5],发现当激光射入肥皂膜时,激光在肥皂膜表面并非沿直线传播,或发生均匀的散射,而是出现枝丫状的分支流现象。这一发现,开启了光学分支流研究的热潮,但是由于该方法对观测设备要求较高,并且薄膜易碎,所以进一步研究光学分支流物理特性受到限制,本文通过搭建光路,自制光学分支流观测实验仪,制备稳定性更优的液体薄膜材料,实现简捷和快速重现光学分支流现象,便于对其物理特性进行观察和深入研究。

1实验装置

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