博碩士論文 91222001 詳細資訊




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姓名 陳冠宇(Guan-Yu Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 物理學系
論文名稱 鎂蒸氣中光速的變異
(The variation of light speed in hot Mg vaper)
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摘要(中) 摘要:
快光效應(superluminal effect)在文獻中已經由實驗確認[1-2]。文獻中,在銫和鉀氣腔中利用雷射光束穿透金屬氣腔,在氣腔前後各放一探測器,發現氣腔後的探測器測得的光脈衝較氣腔前的探測器訊號提前了數十奈秒,確認原子共振附近的光速要比真空中的光速快些,這現象稱作快光效應(superluminal effect)
在本實驗中,分別利用光游離與光吸收實驗觀測快光效應。在光游離實驗中,我們利用波長在285.3nm(3s2→3s3p)附近的脈衝染料雷射光束,照入受熱而噴發出來的鎂原子,使鎂原子產生多光子共振游離,再利用飛行時間質譜儀蒐集鎂離子,由示波器觀察鎂離子的飛行時間變化,意外發現快光效應不足以產生觀測到的訊號提前,理論計算推論出光游離產生的離子互斥造成訊號到達時間的變異。在光吸收實驗中,由於原子氣體的反常色散特性,造成特定波長雷射光束在原子氣體中的群速大於真空中的光速,由理論分析,發現雷射光束已將絕大部份的鎂原子共振游離。
關鍵字(中) ★ 快光效應
★ 反常色散
關鍵字(英) ★ superluminal effect
★ anomalous dispersion
論文目次 目錄
摘要......................................Ⅴ
目錄....................................ⅤⅠ
圖表目錄................................ⅤⅡ
第一章 前言................................1
第二章 反常色散理論........................9
第三章 光游離系統.........................12
§3-1 實驗裝置.........................12
§3-2 實驗步驟.........................18
§3-3 實驗結果.........................19
§3-4 理論分析.........................25
第四章 光吸收系統.........................41
§4-1 實驗裝置.........................41
§4-2 實驗步驟.........................44
§4-3 實驗結果.........................45
§4-4 理論分析.........................47
第五章 結論...............................50
參考文獻..................................52
圖表目錄:
表3-3.1:鎂的同位素成份比例表..............................................21
表3-4.1:計算折射率所需要參數............................................27
圖1-1:L. J. Wang等人所選取銫原子的折射率變化範圍..........3
圖1-2:L. J. Wang等人的實驗結果...........................................3
圖1-3:Michael D. Stenner等人的實驗結果...............................4
圖1-4:Michael D. Stenner等人進行訊息量測..........................6
圖1-5:慢光效應的反常色散區域..............................................7
圖1-6:Matthew S. Bigelow[7]等人的慢光效應實驗..................7
圖3-1.1:實驗光徑圖...............................................................12
圖3-1.2:光游離系統概圖.......................................................14
圖3-1.3:原子束系統圖............................................................15
圖3-3.1:飛行時間質譜儀構造圖..............................................19
圖3-3.2:示波器上取下的鎂離子訊號圖...................................22
圖3-3.3(a):不同入射光波長下,示波器上鎂離子的訊號.........23
圖3-3.3(b):飛行時間v.s.入射光波長......................................24
圖3-4.1:飛行時間質譜儀模型簡圖..........................................25
圖3-4.2:鎂粒子噴發示意圖....................................................29
圖3-4.3:入射光波長與提前時間關係圖...................................31
圖5-3:由鎂離子聚集而產生的像電荷示意圓...........................32
圖3-4.4:在反應區附近的電荷密度分佈...................................33
圖3-4.5:反應區附近,含像電荷的電場分佈..........................34
圖3-4.6:在反應區附近,含像電荷的電位分佈.......................36
圖3-4.7:鎂離子數量與鎂離子飛行時間的比較........................39
圖4-1.1:熱平衡管系統...........................................................41
圖4-1.2:以上所示為15組熱電偶分佈位置..............................42
圖4-1.3:熱平衡管上的溫度分佈..............................................43
圖4-3.1:熱平衡管粒子密度分佈............................................45
圖4-1.2:波長與雷射光訊號反應在示波器上的示跡圖............46
圖4-1.3:不同波長下,光二極體測得雷射光訊息....................46
圖4-4.1:理論計算時間提前與波長圖.....................................48
參考文獻 參考文獻:
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指導教授 易台生(T. S. Yih) 審核日期 2005-7-20
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