Дифракційне дзеркало Френеля (англ. Fresnel diffraction mirror) — різновид дифракційної решітки (або атомарного дзеркала), розроблений для дослідження нейтральних часток, наприклад, атомів, з метою зменшення притягання часток до поверхні та збільшення відбиття від неї за допомогою спеціальних гострих та вузьких виступів (англ. narrow ridges).
Відбивальна здатність атомних дзеркал
На сьогодні[] в літературі існують різні оцінки ефективності квантового відбиття хвиль від дифракційних дзеркал. Проте всі ці оцінки базуються на корпускулярно-хвильовому дуалізмі де Бройля, що враховує хвильові властивості відбитих атомів.
Масштабування сил Ван дер Ваальса
Гострі виступи на поверхні атомного дзеркала підсилюють квантове відбиття від поверхні, зменшуючи ефективну константу сил притягання атомів до поверхні. Ця інтерпретація приводить до наступної оцінки для відбивання:
- ,
де — ширина виступів (ridges), — відстань між виступами, — кут «ковзання», а — хвильове число та — коефіцієнт відбиття атомів з хвилевими числами від плоскої поверхні в нормальних умовах. Подібна оцінка передбачує підсилення відбиваності збільшення періоду ; ця оцінка є дійсна при разом з підгоночним радіусом .
Інтерпретація як ефект Зено
Для вузьких виступів з великим періодом вони частково блокують хвильовий фронт. Потім все це може бути інтерпретовано в рамках дифракції Френеля хвиль де Бройля, або ефекта Зено;. Подібна інтерпретація приводить до оцінки відбиваності:
- ,
де ковзний кут припускається малою величиною. Ця оцінка передбачує підсилення відбиваності при зменшенні періоду . Вона також вимагає, щоб .
Фундаментальні межі
Для ефективних атомних дзеркал обидві оцінки передбачують високу відбиваність. Це передбачує зменшення обох величин, ширини виступів та періоду . Ширина виступів не може бути меншою ніж розміри атомів, що встановлює межу для спостережної картини атомних дзеркал.
Використання атомних дзеркал
Атомні дзеркала ще не комерціоналізовані, проте певні успіхи вже наявні і варті уваги. Відбивність атомних дзеркал може бути на порядки більшою від звичайної плоскої поверхні. Використання атомного дзеркала як атомної голограми може бути продемонстрована. В роботі Шімузу та Фуджіта атомна голографія досягається через електроди, імплантовані в SiN4 плівку через атомне дзеркало або як атомне дзеркало саме по собі. Атомні дзеркала можуть також відбивати видиме світло; проте для хвиль світла спостережна картина не краща, ніж для звичайної плоскої поверхні. Також запропоновано використання еліптичного атомного дзеркала для фокусування елементів для атомної оптичної системи із субмікронною роздільною здатністю.
Див. також
Примітки
- F.Shimizu; J. Fujita (2002). Giant Quantum Reflection of Neon Atoms from a Ridged Silicon Surface. . 71: 5—8. arXiv:physics/0111115. Bibcode:2002JPSJ...71....5S. doi:10.1143/JPSJ.71.5.
- D.Kouznetsov; H.Oberst (2005). Scattering of waves at ridged mirrors (PDF). Physical Review A. 72 (1): 013617. Bibcode:2005PhRvA..72a3617K. doi:10.1103/PhysRevA.72.013617.[недоступне посилання з квітня 2019]
- H.Oberst; D.Kouznetsov, K.Shimizu, J.Fujita, and F. Shimizu (2005). Fresnel Diffraction Mirror for an Atomic Wave. Physical Review Letters. 94 (1): 013203. Bibcode:2005PhRvL..94a3203O. doi:10.1103/PhysRevLett.94.013203.
- D.Kouznetsov; H.Oberst (2005). Reflection of Waves from a Ridged Surface and the Zeno Effect. . 12 (5): 1605—1623. Bibcode:2005OptRv..12..363K. doi:10.1007/s10043-005-0363-9.
- D.Kouznetsov; H. Oberst, K. Shimizu, A. Neumann, Y. Kuznetsova, J.-F. Bisson, K. Ueda, S. R. J. Brueck (2006). Ridged atomic mirrors and atomic nanoscope. . 39 (7): 1605—1623. Bibcode:2006JPhB...39.1605K. doi:10.1088/0953-4075/39/7/005.
- F.Shimizu; J.Fujita (2002). Reflection-Type Hologram for Atoms. Physical Review Letters. 88 (12): 123201. Bibcode:2002PhRvL..88l3201S. doi:10.1103/PhysRevLett.88.123201. PMID 11909457.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Difrakcijne dzerkalo Frenelya angl Fresnel diffraction mirror riznovid difrakcijnoyi reshitki abo atomarnogo dzerkala rozroblenij dlya doslidzhennya nejtralnih chastok napriklad atomiv z metoyu zmenshennya prityagannya chastok do poverhni ta zbilshennya vidbittya vid neyi za dopomogoyu specialnih gostrih ta vuzkih vistupiv angl narrow ridges Vidbivalna zdatnist atomnih dzerkalNa sogodni koli v literaturi isnuyut rizni ocinki efektivnosti kvantovogo vidbittya hvil vid difrakcijnih dzerkal Prote vsi ci ocinki bazuyutsya na korpuskulyarno hvilovomu dualizmi de Brojlya sho vrahovuye hvilovi vlastivosti vidbitih atomiv Masshtabuvannya sil Van der Vaalsa Gostri vistupi na poverhni atomnogo dzerkala pidsilyuyut kvantove vidbittya vid poverhni zmenshuyuchi efektivnu konstantu C displaystyle C sil prityagannya atomiv do poverhni Cya interpretaciya privodit do nastupnoyi ocinki dlya vidbivannya r r 0 ℓ L C K sin 8 displaystyle displaystyle r approx r 0 left frac ell L C K sin theta right de ℓ displaystyle ell shirina vistupiv ridges L displaystyle L vidstan mizh vistupami 8 displaystyle displaystyle theta kut kovzannya a K m V ℏ displaystyle K mV hbar hvilove chislo ta r 0 C k displaystyle r 0 C k koeficiyent vidbittya atomiv z hvilevimi chislami k displaystyle k vid ploskoyi poverhni v normalnih umovah Podibna ocinka peredbachuye pidsilennya vidbivanosti zbilshennya periodu L displaystyle L cya ocinka ye dijsna pri K L 8 2 1 displaystyle KL theta 2 ll 1 razom z pidgonochnim radiusom r 0 displaystyle r 0 Interpretaciya yak efekt Zeno Dlya vuzkih vistupiv z velikim periodom L displaystyle L voni chastkovo blokuyut hvilovij front Potim vse ce mozhe buti interpretovano v ramkah difrakciyi Frenelya hvil de Brojlya abo efekta Zeno Podibna interpretaciya privodit do ocinki vidbivanosti r exp 8 K L 8 displaystyle displaystyle r approx exp left sqrt 8 K L theta right de kovznij kut 8 displaystyle displaystyle theta pripuskayetsya maloyu velichinoyu Cya ocinka peredbachuye pidsilennya vidbivanosti pri zmenshenni periodu L displaystyle L Vona takozh vimagaye shob ℓ L 1 displaystyle ell L ll 1 Fundamentalni mezhi Dlya efektivnih atomnih dzerkal obidvi ocinki peredbachuyut visoku vidbivanist Ce peredbachuye zmenshennya oboh velichin shirini ℓ displaystyle ell vistupiv ta periodu L displaystyle L Shirina vistupiv ne mozhe buti menshoyu nizh rozmiri atomiv sho vstanovlyuye mezhu dlya sposterezhnoyi kartini atomnih dzerkal Vikoristannya atomnih dzerkalAtomni dzerkala she ne komercionalizovani prote pevni uspihi vzhe nayavni i varti uvagi Vidbivnist atomnih dzerkal mozhe buti na poryadki bilshoyu vid zvichajnoyi ploskoyi poverhni Vikoristannya atomnogo dzerkala yak atomnoyi gologrami mozhe buti prodemonstrovana V roboti Shimuzu ta Fudzhita atomna golografiya dosyagayetsya cherez elektrodi implantovani v SiN4 plivku cherez atomne dzerkalo abo yak atomne dzerkalo same po sobi Atomni dzerkala mozhut takozh vidbivati vidime svitlo prote dlya hvil svitla sposterezhna kartina ne krasha nizh dlya zvichajnoyi ploskoyi poverhni Takozh zaproponovano vikoristannya eliptichnogo atomnogo dzerkala dlya fokusuvannya elementiv dlya atomnoyi optichnoyi sistemi iz submikronnoyu rozdilnoyu zdatnistyu Div takozhHvili materiyi Difrakcijna gratkaPrimitkiF Shimizu J Fujita 2002 Giant Quantum Reflection of Neon Atoms from a Ridged Silicon Surface 71 5 8 arXiv physics 0111115 Bibcode 2002JPSJ 71 5S doi 10 1143 JPSJ 71 5 D Kouznetsov H Oberst 2005 Scattering of waves at ridged mirrors PDF Physical Review A 72 1 013617 Bibcode 2005PhRvA 72a3617K doi 10 1103 PhysRevA 72 013617 nedostupne posilannya z kvitnya 2019 H Oberst D Kouznetsov K Shimizu J Fujita and F Shimizu 2005 Fresnel Diffraction Mirror for an Atomic Wave Physical Review Letters 94 1 013203 Bibcode 2005PhRvL 94a3203O doi 10 1103 PhysRevLett 94 013203 D Kouznetsov H Oberst 2005 Reflection of Waves from a Ridged Surface and the Zeno Effect 12 5 1605 1623 Bibcode 2005OptRv 12 363K doi 10 1007 s10043 005 0363 9 D Kouznetsov H Oberst K Shimizu A Neumann Y Kuznetsova J F Bisson K Ueda S R J Brueck 2006 Ridged atomic mirrors and atomic nanoscope 39 7 1605 1623 Bibcode 2006JPhB 39 1605K doi 10 1088 0953 4075 39 7 005 F Shimizu J Fujita 2002 Reflection Type Hologram for Atoms Physical Review Letters 88 12 123201 Bibcode 2002PhRvL 88l3201S doi 10 1103 PhysRevLett 88 123201 PMID 11909457