本文作者:jdkaghai

空间冷原子干涉仪(冷原子干涉测量)

jdkaghai 11-26 23
空间冷原子干涉仪(冷原子干涉测量)摘要: 冷原子传感器原理?氢原子光谱六大线系?迈克尔逊干涉仪的影响?冷原子传感器原理?一些量子传感器使用原子感知变化,这是因为原子可以被精确地控制和测量。在量子理论中,诸如原子一类的粒子的...
  1. 冷原子传感器原理?
  2. 氢原子光谱六大线系?
  3. 迈克尔逊干涉仪的影响?

冷原子传感器原理?

一些量子传感器使用原子感知变化,这是因为原子可以被精确地控制和测量。在量子理论中,诸如原子一类的粒子的波状运动特性,使得其可以进行空间扩展。而量子在叠加状态下会表现的对周围环境十分敏感,这一特征是其被用作精密传感器的关键。

例如,在原子干涉仪中,原子被聚集为细小的云状物体。精准地激光脉冲控制这些云状物体的移动。原子的波状特性使其相互进行干扰,犹如水面波纹的运动状态,如果这些原子的运动只受重力影响的话,那么它对重力的感知就会非常精确。

大多数磁场传感器使用的都是嵌入在诸如金刚石和或硅材料中的原子。而光子传感器因为利用光子,故可以检测分子的光学性质以及测量微弱的化学痕迹。我们还可以使用量子技术来提高一些如MEMS(微电子机械系统)经典设备的读出效率。

氢原子光谱六大线系?

六个线系

氢原子由一个质子及一个电子构成,是最简单的原子,因此其光谱一直是了解物质结构理论的主要基础。研究其光谱,可借由外界提供其能量,使其电子跃至高能级后,在跳回低能级的同时,会放出能量等同两高低阶间能量差的光子,再以光栅、棱镜或干涉仪分析其光子能量、强度,就可以得到其发射光谱。亦或以一已知能量、强度之光源,照射氢原子,则等同其能级能量差的光子会被氢原子吸收,因而在该能量形成暗线。另一个方法则是分析来自外太空的氢原子,要取得纯粹氢原子的光谱也非十分容易,主要是因为氢在大自然中倾向以双原子、分子存在,但科学家仍能借由阴极射线管使其分解成单一原子。

迈克尔逊干涉仪的影响?

由于迈克尔逊干涉仪将两相干光束完全分开,它们之间的光程差可以根据要求作各种改变,测量结果可以精确到与波长相比拟,所以应用很广。

迈克尔逊用干涉仪最先以光的波长测定了国际标准米尺的长度。

因为光的波长是物质基本特性之一,是永久不变的,这样就可以把长度的标准建立在一个永久不变的基础之上。

此外,迈克尔逊干涉仪还被用来研究光谱线的精细结构,这些都大大推动了原子物理与计量科学的发展,迈克尔逊干涉仪的原理还被发展和改进为其他许多形式的干涉仪器。