新规则阐明了物体如何吸收和发光

普林斯顿大学的研究人员发现了控制物体吸收和发射光的新规则，微调了科学家对光的控制，并促进了对下一代太阳能和光学设备的研究。

这一发现解决了一个长期的尺度问题，即光与微小物体相互作用时的行为违反了在较大尺度上观察到的公认的物理约束。

电气工程的博士后研究员，该研究的第一作者西恩·莫尔斯基说：“从很小的物体上得到的效果与从很大的物体上得到的效果不同。” 从分子移动到沙粒中可以观察到差异。他说：“你不能同时描述这两件事。”

这个问题源于灯光著名的变形特性。对于普通物体，光的运动可以用直线或射线来描述。但是对于微观物体，光的波特性会占据主导地位，而射线光学的整洁规则会崩溃。效果显着。在重要的现代材料中，以微米为单位的观察表明，红外光每单位面积的辐射能量比射线光学器件所预测的要高出数百万倍。

这项新规则于12月20 日发表在《物理评论快报》上，该规则告诉科学家，可以预期任何规模的物体吸收或发射多少红外光，从而解决了数十年来大小之间的差异。该作品将19世纪的概念(称为黑体)延伸到了有用的现代环境中。黑体是理想的物体，可以最大效率地吸收和发光。

电气工程学副教授兼该研究的主要研究人员说：“已经做了很多研究，试图在实践中理解对于给定的材料，人们如何能够达到这些黑体极限。” “我们怎样才能制成一个完美的吸收体?一个完美的发射体?”

“这是一个非常老的问题，包括普朗克，爱因斯坦和玻尔兹曼在内的许多物理学家早就提出了解决方案，并为量子力学的发展奠定了基础。”

先前的大量工作表明，构造具有纳米级特征的物体可以增强吸收和发射，从而有效地将光子捕获在一个很小的镜子大厅中。但是，没有人定义可能的基本限制，而未解决有关如何评估设计的主要问题。

新的控制级别不再局限于蛮横的试验和错误，而是使工程师能够在数学上优化设计，以适应广泛的未来应用。在太阳能电池板，光路和量子计算机等技术中，这项工作尤为重要。

目前，研究小组的发现特定于热光源，例如太阳或白炽灯泡。但是研究人员希望进一步推广这项工作，以便与其他光源达成共识，例如LED，萤火虫或电弧螺栓。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

鱼使用耳聋基因来感知水的运动