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        新規(guī)則闡明了物體如何吸收和發(fā)光
        
			
        
				2019-12-24 10:37:42
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了控制物體吸收和發(fā)射光的新規(guī)則，微調(diào)了科學(xué)家對(duì)光的控制，并促進(jìn)了對(duì)下一代太陽(yáng)能和光學(xué)設(shè)備的研究。
        

        這一發(fā)現(xiàn)解決了一個(gè)長(zhǎng)期的尺度問(wèn)題，即光與微小物體相互作用時(shí)的行為違反了在較大尺度上觀察到的公認(rèn)的物理約束。
        

        新規(guī)則闡明了物體如何吸收和發(fā)光
        

        電氣工程的博士后研究員，該研究的第一作者西恩·莫爾斯基說(shuō)：“從很小的物體上得到的效果與從很大的物體上得到的效果不同。” 從分子移動(dòng)到沙粒中可以觀察到差異。他說(shuō)：“你不能同時(shí)描述這兩件事。”
        

        這個(gè)問(wèn)題源于燈光著名的變形特性。對(duì)于普通物體，光的運(yùn)動(dòng)可以用直線或射線來(lái)描述。但是對(duì)于微觀物體，光的波特性會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位，而射線光學(xué)的整潔規(guī)則會(huì)崩潰。效果顯著。在重要的現(xiàn)代材料中，以微米為單位的觀察表明，紅外光每單位面積的輻射能量比射線光學(xué)器件所預(yù)測(cè)的要高出數(shù)百萬(wàn)倍。
        

        這項(xiàng)新規(guī)則于12月20 日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上，該規(guī)則告訴科學(xué)家，可以預(yù)期任何規(guī)模的物體吸收或發(fā)射多少紅外光，從而解決了數(shù)十年來(lái)大小之間的差異。該作品將19世紀(jì)的概念(稱為黑體)延伸到了有用的現(xiàn)代環(huán)境中。黑體是理想的物體，可以最大效率地吸收和發(fā)光。
        

        電氣工程學(xué)副教授兼該研究的主要研究人員說(shuō)：“已經(jīng)做了很多研究，試圖在實(shí)踐中理解對(duì)于給定的材料，人們?nèi)绾文軌蜻_(dá)到這些黑體極限。” “我們?cè)鯓硬拍苤瞥梢粋€(gè)完美的吸收體?一個(gè)完美的發(fā)射體?”
        

        “這是一個(gè)非常老的問(wèn)題，包括普朗克，愛(ài)因斯坦和玻爾茲曼在內(nèi)的許多物理學(xué)家早就提出了解決方案，并為量子力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。”
        

        先前的大量工作表明，構(gòu)造具有納米級(jí)特征的物體可以增強(qiáng)吸收和發(fā)射，從而有效地將光子捕獲在一個(gè)很小的鏡子大廳中。但是，沒(méi)有人定義可能的基本限制，而未解決有關(guān)如何評(píng)估設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題。
        

        新的控制級(jí)別不再局限于蠻橫的試驗(yàn)和錯(cuò)誤，而是使工程師能夠在數(shù)學(xué)上優(yōu)化設(shè)計(jì)，以適應(yīng)廣泛的未來(lái)應(yīng)用。在太陽(yáng)能電池板，光路和量子計(jì)算機(jī)等技術(shù)中，這項(xiàng)工作尤為重要。
        

        目前，研究小組的發(fā)現(xiàn)特定于熱光源，例如太陽(yáng)或白熾燈泡。但是研究人員希望進(jìn)一步推廣這項(xiàng)工作，以便與其他光源達(dá)成共識(shí)，例如LED，螢火蟲(chóng)或電弧螺栓。
        
			

			
          
        
			
        
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