光镊科学意义
1. 科学家是如何观察到原子的三体运动的,有什么意义
科学家们认为,这种分子水平上的观测,让我们对原子如何碰撞,如何相互作用有了更深刻的理解,可以为构建和控制特定化学物质的单个分子提供一种途径,并为未来计算机和互联网技术的发展提供更为强大的动力。目前的手机之所以能超越上世纪80年代的超级计算机,唯一的动力就是,我们可以在越来越小的规模上研究物质。
原子是构成物质的基础,如果技术的发展让我们可以在原子层面,方便地观测其运动,并建立起类似牛一、牛二、牛三和万有引力定律那样的量子运动规律,人类科技发展将彻底迈进一个新的时代。
2. 镊子的作用议论文怎么写
镊子是用于夹取块状药品、金属颗粒、毛发、细刺及其他细小东西的取用的一种工具。也可用于手机维修,用它夹持导线、元件及集成电路zd引脚等。
不同的场合需要不同的镊子,一般要准备直头、平头、弯头镊子各一把。化学中使用的镊子不可使其加热,不可夹酸性药品 ,用完后必须使其保持清洁。
(2)光镊科学意义扩展阅读
光镊是20世纪末激光技术领域的重大发明,它应用光的力学效应有效地操控微小粒子,用于研究纳微尺度下物质相互作用,探讨微观机制,解读生命规律。
光镊可以捕获几十纳米透明粒子,但受光学显微镜分辨的极限而无法观察。因此能够捕获的同时观察纳米粒子成了光镊技术深入研究纳米粒子的瓶颈。
中国回科学技术大学李银妹课题组,提出将暗场显微术观察光散射的技术与光镊捕获相结合的设想,在传统光学显微镜光镊系统上从侧面耦合一束片状激光照射样品,在特定的激光入射位置,使样品中粒子的散射光可通过显微镜成像。
克服光镊的阱位与显微成像面以及激光照射面三者严格重合的技术关键,实现了光镊捕获100纳米聚苯乙烯小球答的同时也能在整个显微视场中观察纳米粒子,达到了光镊捕获纳米粒子的同时也能观测的目的。
3. 请问光在不同的介质中传播会改变方向是受到什么力因为改变物体运动状态是需要力的。
碰撞!
光与物质作用,主要是:
⒈光电效应(光电效应之后,光子能量全部传递给与之作用的电子和原子核,自身消失,所以谈不上改变方向。);
⒉康普顿散射;
⒊电子对效应(光子经过原子核,受原子核库仑场的作用物质化成正反两个粒子,1.02MeV以上的生成电子偶,能量更高的可生成正反质子对等。)
其中,康普顿散射光子主要是和核外电子碰撞,损失一部分动能,频率降低之后改变方向出射,使光子改变方向的瞬时力主要来源于碰撞产生的反冲力。
除此之外,还有另外形式的散射,比如瑞利散射等,其主要作用力都源于与物质碰撞。
4. 把手电筒打开,顺着光柱朝上爬真的是个笑话吗
打开手电筒,顺着光柱往上爬,这听起来绝对是一个笑话,根本违反常识。可实际上这并不是一个笑话,而是可以在现实中实现的。在我们普通人的眼中,光是看得见却摸不着的,光没有实体。可实际上并不是这么一回事,
在初中物理课上我们就了解了光是一种具有波粒二象性的独特存在,也就是说光既是一种波,同时也是一种粒子。
而既然是一种粒子,就必然会产生压力,也就是说当我们使用手电筒去照射一面墙的时候,实际上这个光柱就和普通的木棍一样对墙产生了一股压力,而这股压力就被称之为光压。
这代表着什么?这代表着我们将有机会超越光速,只要我们在一个不断向上移动的光柱上继续向上攀爬,那么我们便会超越光速,然后我们会因此而穿越时空。当然,这一切不过是我们大胆的想象而已,现实中是不可能的。
因为从质能方程可知,当具有静止质量的物体移动速度提升之时,质量也会相应增加,当达到光速的时候,质量就会达到无穷大,
无穷大的质量,我们是承受不了的,所以当我们乘上这条光柱之时,我们就已经被无穷
5. 光镊的光镊应用
光镊的发明使光的力学效应走向实际应用,使人们在许多研究中从被动的观察转而成为主动的操控,同时光镊对于捕获微小粒子、测量微小作用力及生产微小器件等许多方面都有非常重要的意义,现主要从以下几个方面介绍光镊的研究及应用 。 对细胞操控的研究
光镊操控细胞,可以高选择性的分选细胞或细胞器 。目前,研究者已经建立了一套分选单条染色体的实验方法,为基因测序提供了更有效、更准确的方法。同时光镊还可用来测量细胞表面的电荷,因为细胞表与荷细胞的生长和细胞的凋亡有着非常密切的关系。
对细胞应变能力的研究
细胞内部的应变能力在通常情况下是很难用显微镜观察到的, 单一的生理学或者形态学参数很难定义细胞的生存能力。光镊是对活体细胞进行非侵入微观操纵的有利工具, 能够诱导细胞产生应变。其发出的近红外连续激光能够诱导线虫类C.elegans发生应变。根据C.elegans 特殊的应变能力,发现在不同的激发波长、激发功率和照射时间内,C.elegans的应变也各不相同。这种方法可在其他动植物细胞中进一步推广应用。
对细胞横向光阱力的研究
对红细胞横向光阱力方面的研究,在该研究中以射线光学计算模型为基础,同时运用类似于求解轴向力的方法,得出了横向力计算公式,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受激光微束横向光阱力进行了计算,计算结果表明,粒子只有在小于粒子半径的区域内才能被捕获,而不是在整个粒子半径区域,实验中还可以测量作用在粒子上力的大小和粒子的运动速度。微粒大小、相对折射率等对光阱力也产生一定的影响,适当选取各实验参数可增强微粒的捕获稳定性。细胞横向力的研究对光镊的理论有进一步的指导意义。 光镊由于其可对多个微小粒子进行复杂操控的特点以及飞速的发展,在其本身的技术研究受到越来越多关注的同时,也在不断开拓与其他领域技术结合 的应用。
光镊与高空间分辨率技术的结合
光镊与具有高空间分辨率本领的技术结合,使之具备了更精细的结构分辨能力和动态操控能力,目前,国际上Coirault. C等人已成功地将原子力显微镜和光镊技术相结合,为研究生物分子提供了更准确、更可靠的方法。
光镊与光刀的结合
光镊与光刀的配合装置,可以进行高选择性的细胞融合。光镊用来挑选待融合的特定细胞,并把它们拖到一起相互接触,再用光刀作用于二者的接触面,诱发细胞融合,这种方法的融合产物具有高的纯度。Seeger 等人利用光镊和光刀偶联实现了染色体的精细切割和高效收集及植物原生质的融合。同时还可实现细胞的切割,是生物微粒进行微操控和微加工的理想手段。此外,激光操纵细胞技术是当前最先进的转基因技术,利用光镊和光刀将 DNA 导入细胞而实现基因转移,可大量节约资源,缩短转基因时间,提高成功率。光镊与光刀的结合在免疫学、分子遗传学中的研究发挥着巨大的作用。
光镊与测量技术的结合
光镊可以作为一种操控技术与其他测量技术如微弱荧光探测技术、拉曼光谱测量技术结合。赖钧灼等人利用光镊拉曼光谱系统单个细胞的成分和生化过程进行了有效的分析。
6. 李银妹的介绍
李银妹, 1975年毕业于中国科学技术大学物理系,正研级高工。长期从事光学和激光技术的研究与教学。十余年来不断努力探索光镊技术的应用, 开拓新的有意义的研究方向,与相应的学科专家共同解决物理和生物学等领域中的重大前沿问题,积极推进我国这一新兴的交叉领域的发展。今后将继续这一研究方向, 并着重于光镊技术在纳米生物科技中的应用。 在光学与生物医学工程学科招收研究生。
7. 鸡蛋由原子组成,用手捏碎鸡蛋不容易,捏碎原子呢
不知道大家有没有捏过鸡蛋,鸡蛋虽然掉在地上很容易碎,但是徒手想要捏碎它却是一件不容易的事。当受力均匀时,鸡蛋壳可以承受几十公斤以上的力量,这得益于鸡蛋壳的特殊形状。只有当受力不均匀时,人类才能徒手将鸡蛋捏爆。
结语
由此可见,捏碎一个原子很容易,消耗不了多少能量。由于原子实在太小了,怎样稳稳的捏住一个原子才是问题的关键。
1918年,卢瑟福利用天然放射性元素所释放的阿尔法粒子从氮核中轰击出了质子,实现了第一次人工核反应。现在的大型强子对撞机可以产生TeV级别以上的能量(1T=10^12)。
那么还能不能捏得更碎一点呢?比如将质子和中子捏碎。虽然质子和中子都是由夸克构成的,但由于存在色禁闭现象,目前还没有技术手段可以将其击碎。至于电子、夸克等基本粒子还可不可以再分,目前还不知道。
热爱科学的朋友,欢迎关注我。
8. 光学问题:
错别字啊,是 光 镊。optical tweezers。
这方面综述多的是,首先要了解光子是有动量的。
光镊简单讲就是利用光波压力的梯度差来加持、移动、搬运、旋转微小粒子的技术。
对光镊技术最兴奋的是搞生物的,生命科学许多前沿问题都需要在单分子层面上进行操作、解决,特别是分散体系中的粒子动力学。目前广泛利用的技术有 电泳、声学阱、AFM、磁镊,光镊等。
与其它技术相比,光镊的操纵、测量精度都高于前几种,而且发展强劲,新的技术不断突破问世。
它特色就是非接触、无机械损伤,力的精度可以达到飞牛量级,10的负15次方牛,可直接操控微米级微粒,可以同时俘获多个粒子进行移动,还能进行旋转等操作,这样就可以进行微纳结构的组装和提供动力。
诊断我就不清楚了,据说可以提高肿瘤诊断的准确性,不过是结合光谱学来的。
你去万方、知网上查一下。 生物物理学报,2012年第三期,《光镊和拉曼光镊在生物医学研究中的应用》
9. 麻烦高手帮忙翻译,作下参考
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.