【物理学中的手性 8.】
(8. 左手材料中手性光压)
光具有二象性,其波动性表现为电磁波;其粒子性表现为光子具有动量和能量,一束光可以看成一束光子流,照射到物体上会产生光压。通常的光压在常规材料中表现为正值正向的。而在左手材料中它会是负值反向的。也就是通常情况下光压是推力,而在左手材料中是吸引力。如是这般情形的话,那么我们似乎会看到太阳系里的慧星的尾巴不会昌背离太阳的,而是向着太阳飘去的。当然这种想象是不现实的,因为太阳系里没有左手介质。
这种光压在左、右手材料中不同的性质,这一正一负,就是光压的手性。假若一束光每秒垂直射到物体表面上的光子数是每平方米n个,每个光子的动量为p,那么这束光射到右手材料上的动量变化为-2np,直接打到物体表面上的光压是2np。如若是打到左手材料上,因为光的传播方向和动量方向相反,则动量变化为2np,而光压为-2np(见下图),那即是说在左手材料中会形成负光压,意即光照到哪个物体上,就会把这个物体吸引过来,或者“粘”起来,岂不是很奇特吗?
很有意思的,光在右手材料中传播时产生的光压是推力,在左手材料中传播时产生的光压是引力。可以想象,利用负光压的吸引性质,可以设计成一种光学机械手,可以在左手材料中反常的捕获、操控物体。这似乎会使“隔墙取物”的神话成为事实耳?
丰都智愚河畔环境技术工作室