光鑷科學意義
1. 科學家是如何觀察到原子的三體運動的,有什麼意義
科學家們認為,這種分子水平上的觀測,讓我們對原子如何碰撞,如何相互作用有了更深刻的理解,可以為構建和控制特定化學物質的單個分子提供一種途徑,並為未來計算機和互聯網技術的發展提供更為強大的動力。目前的手機之所以能超越上世紀80年代的超級計算機,唯一的動力就是,我們可以在越來越小的規模上研究物質。
原子是構成物質的基礎,如果技術的發展讓我們可以在原子層面,方便地觀測其運動,並建立起類似牛一、牛二、牛三和萬有引力定律那樣的量子運動規律,人類科技發展將徹底邁進一個新的時代。
2. 鑷子的作用議論文怎麼寫
鑷子是用於夾取塊狀葯品、金屬顆粒、毛發、細刺及其他細小東西的取用的一種工具。也可用於手機維修,用它夾持導線、元件及集成電路zd引腳等。
不同的場合需要不同的鑷子,一般要准備直頭、平頭、彎頭鑷子各一把。化學中使用的鑷子不可使其加熱,不可夾酸性葯品 ,用完後必須使其保持清潔。
(2)光鑷科學意義擴展閱讀
光鑷是20世紀末激光技術領域的重大發明,它應用光的力學效應有效地操控微小粒子,用於研究納微尺度下物質相互作用,探討微觀機制,解讀生命規律。
光鑷可以捕獲幾十納米透明粒子,但受光學顯微鏡分辨的極限而無法觀察。因此能夠捕獲的同時觀察納米粒子成了光鑷技術深入研究納米粒子的瓶頸。
中國回科學技術大學李銀妹課題組,提出將暗場顯微術觀察光散射的技術與光鑷捕獲相結合的設想,在傳統光學顯微鏡光鑷系統上從側面耦合一束片狀激光照射樣品,在特定的激光入射位置,使樣品中粒子的散射光可通過顯微鏡成像。
克服光鑷的阱位與顯微成像面以及激光照射面三者嚴格重合的技術關鍵,實現了光鑷捕獲100納米聚苯乙烯小球答的同時也能在整個顯微視場中觀察納米粒子,達到了光鑷捕獲納米粒子的同時也能觀測的目的。
3. 請問光在不同的介質中傳播會改變方向是受到什麼力因為改變物體運動狀態是需要力的。
碰撞!
光與物質作用,主要是:
⒈光電效應(光電效應之後,光子能量全部傳遞給與之作用的電子和原子核,自身消失,所以談不上改變方向。);
⒉康普頓散射;
⒊電子對效應(光子經過原子核,受原子核庫侖場的作用物質化成正反兩個粒子,1.02MeV以上的生成電子偶,能量更高的可生成正反質子對等。)
其中,康普頓散射光子主要是和核外電子碰撞,損失一部分動能,頻率降低之後改變方向出射,使光子改變方向的瞬時力主要來源於碰撞產生的反沖力。
除此之外,還有另外形式的散射,比如瑞利散射等,其主要作用力都源於與物質碰撞。
4. 把手電筒打開,順著光柱朝上爬真的是個笑話嗎
打開手電筒,順著光柱往上爬,這聽起來絕對是一個笑話,根本違反常識。可實際上這並不是一個笑話,而是可以在現實中實現的。在我們普通人的眼中,光是看得見卻摸不著的,光沒有實體。可實際上並不是這么一回事,
在初中物理課上我們就了解了光是一種具有波粒二象性的獨特存在,也就是說光既是一種波,同時也是一種粒子。
而既然是一種粒子,就必然會產生壓力,也就是說當我們使用手電筒去照射一面牆的時候,實際上這個光柱就和普通的木棍一樣對牆產生了一股壓力,而這股壓力就被稱之為光壓。
這代表著什麼?這代表著我們將有機會超越光速,只要我們在一個不斷向上移動的光柱上繼續向上攀爬,那麼我們便會超越光速,然後我們會因此而穿越時空。當然,這一切不過是我們大膽的想像而已,現實中是不可能的。
因為從質能方程可知,當具有靜止質量的物體移動速度提升之時,質量也會相應增加,當達到光速的時候,質量就會達到無窮大,
無窮大的質量,我們是承受不了的,所以當我們乘上這條光柱之時,我們就已經被無窮
5. 光鑷的光鑷應用
光鑷的發明使光的力學效應走向實際應用,使人們在許多研究中從被動的觀察轉而成為主動的操控,同時光鑷對於捕獲微小粒子、測量微小作用力及生產微小器件等許多方面都有非常重要的意義,現主要從以下幾個方面介紹光鑷的研究及應用 。 對細胞操控的研究
光鑷操控細胞,可以高選擇性的分選細胞或細胞器 。目前,研究者已經建立了一套分選單條染色體的實驗方法,為基因測序提供了更有效、更准確的方法。同時光鑷還可用來測量細胞表面的電荷,因為細胞表與荷細胞的生長和細胞的凋亡有著非常密切的關系。
對細胞應變能力的研究
細胞內部的應變能力在通常情況下是很難用顯微鏡觀察到的, 單一的生理學或者形態學參數很難定義細胞的生存能力。光鑷是對活體細胞進行非侵入微觀操縱的有利工具, 能夠誘導細胞產生應變。其發出的近紅外連續激光能夠誘導線蟲類C.elegans發生應變。根據C.elegans 特殊的應變能力,發現在不同的激發波長、激發功率和照射時間內,C.elegans的應變也各不相同。這種方法可在其他動植物細胞中進一步推廣應用。
對細胞橫向光阱力的研究
對紅細胞橫向光阱力方面的研究,在該研究中以射線光學計算模型為基礎,同時運用類似於求解軸向力的方法,得出了橫向力計算公式,對幾何尺寸遠大於光波長的米氏球狀粒子所受激光微束橫向光阱力進行了計算,計算結果表明,粒子只有在小於粒子半徑的區域內才能被捕獲,而不是在整個粒子半徑區域,實驗中還可以測量作用在粒子上力的大小和粒子的運動速度。微粒大小、相對折射率等對光阱力也產生一定的影響,適當選取各實驗參數可增強微粒的捕獲穩定性。細胞橫向力的研究對光鑷的理論有進一步的指導意義。 光鑷由於其可對多個微小粒子進行復雜操控的特點以及飛速的發展,在其本身的技術研究受到越來越多關注的同時,也在不斷開拓與其他領域技術結合 的應用。
光鑷與高空間解析度技術的結合
光鑷與具有高空間解析度本領的技術結合,使之具備了更精細的結構分辨能力和動態操控能力,目前,國際上Coirault. C等人已成功地將原子力顯微鏡和光鑷技術相結合,為研究生物分子提供了更准確、更可靠的方法。
光鑷與光刀的結合
光鑷與光刀的配合裝置,可以進行高選擇性的細胞融合。光鑷用來挑選待融合的特定細胞,並把它們拖到一起相互接觸,再用光刀作用於二者的接觸面,誘發細胞融合,這種方法的融合產物具有高的純度。Seeger 等人利用光鑷和光刀偶聯實現了染色體的精細切割和高效收集及植物原生質的融合。同時還可實現細胞的切割,是生物微粒進行微操控和微加工的理想手段。此外,激光操縱細胞技術是當前最先進的轉基因技術,利用光鑷和光刀將 DNA 導入細胞而實現基因轉移,可大量節約資源,縮短轉基因時間,提高成功率。光鑷與光刀的結合在免疫學、分子遺傳學中的研究發揮著巨大的作用。
光鑷與測量技術的結合
光鑷可以作為一種操控技術與其他測量技術如微弱熒光探測技術、拉曼光譜測量技術結合。賴鈞灼等人利用光鑷拉曼光譜系統單個細胞的成分和生化過程進行了有效的分析。
6. 李銀妹的介紹
李銀妹, 1975年畢業於中國科學技術大學物理系,正研級高工。長期從事光學和激光技術的研究與教學。十餘年來不斷努力探索光鑷技術的應用, 開拓新的有意義的研究方向,與相應的學科專家共同解決物理和生物學等領域中的重大前沿問題,積極推進我國這一新興的交叉領域的發展。今後將繼續這一研究方向, 並著重於光鑷技術在納米生物科技中的應用。 在光學與生物醫學工程學科招收研究生。
7. 雞蛋由原子組成,用手捏碎雞蛋不容易,捏碎原子呢
不知道大家有沒有捏過雞蛋,雞蛋雖然掉在地上很容易碎,但是徒手想要捏碎它卻是一件不容易的事。當受力均勻時,雞蛋殼可以承受幾十公斤以上的力量,這得益於雞蛋殼的特殊形狀。只有當受力不均勻時,人類才能徒手將雞蛋捏爆。
結語
由此可見,捏碎一個原子很容易,消耗不了多少能量。由於原子實在太小了,怎樣穩穩的捏住一個原子才是問題的關鍵。
1918年,盧瑟福利用天然放射性元素所釋放的阿爾法粒子從氮核中轟擊出了質子,實現了第一次人工核反應。現在的大型強子對撞機可以產生TeV級別以上的能量(1T=10^12)。
那麼還能不能捏得更碎一點呢?比如將質子和中子捏碎。雖然質子和中子都是由誇克構成的,但由於存在色禁閉現象,目前還沒有技術手段可以將其擊碎。至於電子、誇克等基本粒子還可不可以再分,目前還不知道。
熱愛科學的朋友,歡迎關注我。
8. 光學問題:
錯別字啊,是 光 鑷。optical tweezers。
這方面綜述多的是,首先要了解光子是有動量的。
光鑷簡單講就是利用光波壓力的梯度差來加持、移動、搬運、旋轉微小粒子的技術。
對光鑷技術最興奮的是搞生物的,生命科學許多前沿問題都需要在單分子層面上進行操作、解決,特別是分散體系中的粒子動力學。目前廣泛利用的技術有 電泳、聲學阱、AFM、磁鑷,光鑷等。
與其它技術相比,光鑷的操縱、測量精度都高於前幾種,而且發展強勁,新的技術不斷突破問世。
它特色就是非接觸、無機械損傷,力的精度可以達到飛牛量級,10的負15次方牛,可直接操控微米級微粒,可以同時俘獲多個粒子進行移動,還能進行旋轉等操作,這樣就可以進行微納結構的組裝和提供動力。
診斷我就不清楚了,據說可以提高腫瘤診斷的准確性,不過是結合光譜學來的。
你去萬方、知網上查一下。 生物物理學報,2012年第三期,《光鑷和拉曼光鑷在生物醫學研究中的應用》
9. 麻煩高手幫忙翻譯,作下參考
According to the Maxwell electric-magnetic theory, this essay concludes that the conservation law of linear momentum in a laser field, with the expressions of optical scattering force and the gradient force obtained. The optical angular momentum has been analysed and hence suggests the theory of forces acting on biophysical particles in a laser field. General applications of optical forces are discussed, with an emphasis on the issue of optical tweezers, with its current applied situations and future in life sciences.
hohoho, looks like one of my courseworks for the cambridge application, good luck mate. i do physics as well, in england.