2022年9月3日 星期六

光:傳遞訊息的使者 伊恩.沃姆斯利 Ian Walmsley


1. 太陽的功率輸出,超過10^25瓦,因此即使太陽距離我們非常遙遠,也無法直視。

2.集中光的能力這個性質稱為「空間相干性」(spatial coherence)。由於雷射光的光束具有特定方向的性質,可以說雷射筆是相干的光源,而燈泡是不相干的光源。

3.歌德相信顏色是人所感知到的事物;牛頓則定義顏色是光的絕對性質。他們兩人的觀點其實都對。如今,我們將顏色的物理屬性與生理效應分開。

4.透鏡的折射率往往取決於光的顏色,不同顏色的光在透鏡表面彎曲的程度不同,導致每個顏色的焦點位置不同。這使得影像周圍會出現不同顏色的「光環」。

5.德國科學家阿貝(Ernst Abbe)得出公式可得任何影像的最小尺寸:S=1.22 X λf/D。
    成像大小(S),照亮該物體的光波波長
,透鏡焦距,透鏡直徑。

6.製作真實的3D影像需要利用干涉,它可以從不同角度觀看,展現物體不同角度的影像,稱為全像攝影(hologram)。全像圖的製作,是透過記錄從物體上散射的光的完整波形。2D攝影影像只編碼了波的振幅,但沒有相位資訊。

7.根據阿貝公式,得到的影像是個點,而點的大小完全受到顯微鏡光學限制。然而,利用攝影機長時間觀察所附著的奈米粒子的螢光,便可以確定螢光強度最大的位置,繼而精確定位這個影像的正中心,這個技術稱為「光啟動定位顯微法」(photo-activated localization microscopy簡稱PALM)。

8.南北極的極光,就是來自太陽的帶電粒子進入大氣層時,受到地球磁場被迫旋轉而產生的光。




心得
    本書為牛津通識課系列之一,好奇借閱。之前已經累積了一些物理閱讀,在本書中仍然覺得有些吃力,可能是因為太基礎,也可能是其介紹不少光的尖端應用。光具有波粒二相性,「光波」是電子運動放出的波動能量型態,粒子的部分可以理解為同一波前進行的方向,所以有射線性質。不過後面又能夠找到光「粒子」,就算看了許多介紹仍讓人匪夷所思。光這類的玻色子也能觀察到嗎?
    光,或者電子及其運動,是構成時空的基本要素,掌握其基本知識才能增進我們對世界的認識及不同看法。雖然本書不甚好讀,不過還好之前已累積一些基礎知識,無損物理的求知。這套「牛津通識課」似乎蠻有意思的,台灣還有出版藝術、歷史之類的,可延伸閱讀。

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