几个月前,来自一(yi)些地方(fang)的(de)(de)研究人员演示了使(shi)光以每秒(miao)17米的(de)(de)缓(huan)慢速度通过一(yi)堆(dui)冰冷(leng)的(de)(de)钠原子(zi)的(de)(de)过程。但(dan)是把原子(zi)冷(leng)却(que)到(dao)接近绝对(dui)零(ling)度是非常困难(nan)的(de)(de),要(yao)(yao)使(shi)以慢光为(wei)基础的(de)(de)应用能够变为(wei)现实,需要(yao)(yao)采用简单一(yi)些的(de)(de)方(fang)法。
德克萨斯州农业机械大学的(de)韦尔(er)奇博士意识到(dao)(dao),在(zai)冰冷(leng)的(de)纳原子(zi)中使光速降低的(de)基本原理在(zai)热的(de)铷原子(zi)中同样适用。用热的(de)铷原子(zi)做实验要简单得多,它包括把一个装有固体铷金属的(de)特殊透(tou)明(ming)容器(称为“小室(shi)(shi)”)加热到(dao)(dao)大约(yue)100摄(she)氏(shi)度(du),然后把两束经过细(xi)微调节、波长略(lve)微不同的(de)激(ji)光射(she)入小室(shi)(shi)。
即使穿(chuan)过普(pu)通的(de)(de)透明材料,比如玻璃(li)或水,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)速也(ye)会略(lve)微(wei)降低(di),因为光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)会与组成材料的(de)(de)原子(zi)相互作(zuo)(zuo)用(yong)。但(dan)是在(zai)这(zhei)种(zhong)情(qing)况(kuang)下(xia),影响(xiang)是微(wei)弱的(de)(de),并且任何加强这(zhei)种(zhong)影响(xiang)的(de)(de)试图都会导致(zhi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)吸(xi)收。因此,重要(yao)的(de)(de)是使光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)速度降低(di),而(er)且不至于被吸(xi)收。韦尔奇(qi)博士通过小室做到了(le)这(zhei)一(yi)(yi)点。这(zhei)种(zhong)方法把铷(ru)原子(zi)置于一(yi)(yi)种(zhong)非常微(wei)妙的(de)(de)量子(zi)状态(tai)中,在(zai)这(zhei)种(zhong)状态(tai)下(xia)铷(ru)原子(zi)不能(neng)吸(xi)收光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。同时,两(liang)束光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)相互作(zuo)(zuo)用(yong)产(chan)生了(le)另外(wai)一(yi)(yi)束波长很长的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),这(zhei)束光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)传(chuan)播(bo)速度比原先(xian)两(liang)束光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)速度要(yao)慢(man)得多。
降低(di)光(guang)(guang)速能获(huo)得诸如非(fei)线(xian)性(xing)(xing)等其他一些(xie)效应。在大(da)(da)多数情(qing)况下光(guang)(guang)的(de)(de)行为是线(xian)性(xing)(xing)的(de)(de):把(ba)入射(she)(she)到(dao)玻(bo)璃(li)上的(de)(de)光(guang)(guang)的(de)(de)强(qiang)度增加一倍,穿过(guo)玻(bo)璃(li)的(de)(de)光(guang)(guang)的(de)(de)强(qiang)度也会增加一倍。但是,非(fei)线(xian)性(xing)(xing)意味(wei)着入射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)微小变(bian)化会导致透射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)巨大(da)(da)改变(bian)。正是这种性(xing)(xing)质使光(guang)(guang)学开(kai)关的(de)(de)设计者们兴奋不已。
加利福尼(ni)亚大学(xue)的工程(cheng)师阿塔奇认为(wei),人们在(zai)通过光缆(lan)传送(song)光脉冲(chong)时(shi),常(chang)常(chang)需要把某个用来与(yu)其(qi)他(ta)信号(hao)作对比的信号(hao)延迟一段(duan)时(shi)间(jian)。目(mu)前(qian)的做(zuo)法是把其(qi)中一个脉冲(chong)沿着为(wei)此目(mu)的而专门建造的很多光纤发送(song)出去,而采用一个大小为(wei)1升、装满高温铷气(qi)的小室能够(gou)达到同样的目(mu)的并(bing)且更加有效。
韦尔奇小组的(de)成员卡什说,装满铷气的(de)小室(shi)在改变激光(guang)束以产生难以获得的(de)波长方面极其有效。他们已在考虑运用(yong)这个原理制造一个廉(lian)价、高效的(de)紫(zi)外(wai)线(xian)源(yuan),由于紫(zi)外(wai)线(xian)波长短,因(yin)此可以用(yong)来(lai)读取(qu)刻录在光(guang)盘等媒(mei)介(jie)上的(de)形状更(geng)小、排列更(geng)紧(jin)密的(de)数据。
7.文中画线处(chu)“影响”一词(ci)的意思(si)是(shi)( )
A.普通的透明材料使光(guang)的速度降低
B.光对于所通过材(cai)料的(de)原子的(de)作用
C.两束经(jing)过细微调节的激光(guang)的干扰(rao)
D.小(xiao)室中热(re)的铷原子减慢光速(su)的效果
8.下(xia)列不属于韦尔(er)奇所做(zuo)实验(yan)的(de)内容的(de)一(yi)项是( )
A.使光的速度降低(di),而且不(bu)至于(yu)被吸收
B.使铷原子(zi)处于(yu)不会吸收光的微妙(miao)的量子(zi)状态(tai)中
C.使(shi)波长略微不同的两束光互相作用而(er)产生慢光
D.制造廉价(jia)、高效(xiao)的(de)(de)紫外线源,来读(du)取光盘上(shang)的(de)(de)数据
9.下列理(li)解不符合原文意思的一项是( )
A.温度接近于绝对零(ling)度的钠原(yuan)子(zi)可以把光速降低(di)为17米/秒
B.在高(gao)温中的铷原子处(chu)在一种非(fei)常微妙的量子状态(tai)中
C.利用热的铷原子传送光脉冲可以比(bi)利用光缆更(geng)加有效
D.缓慢(man)通(tong)过高温(wen)铷气的入射光具有非线性效应
10.根据本文提(ti)供的信息,以(yi)下推断正(zheng)确的一项是( )
A.利(li)用(yong)铷原(yuan)子(zi)降低光速的代价要小于利(li)用(yong)铷气
B.光通(tong)过高温铷气时,其传播的速度也会降低
C.紫外(wai)线(xian)的(de)波(bo)长短,所以(yi)传(chuan)播的(de)速度比较慢
D.目前以慢光为(wei)基础的应用已(yi)经(jing)成为(wei)现实
7.答案:A
解(jie)(jie)析(xi):这(zhei)道题(ti)重点(dian)考(kao)查对文中(zhong)重要(yao)词语的(de)含义的(de)理解(jie)(jie)。能力层级为B级。
本题A项是正确项。文中画线处“影响”一词共出现两次,这两个“影响”的含义应该是相同的。由于原文“但是在这种情况下……”是承接前一句“即使穿过普通的透明材料……”来说的,因此这里“影响”一词应该是指普通透明材料使光的速度的降低。同时,因为本文一开始就说科学家所做的工作是“降低光速”,所以文中画线处“加强这种影响”应该是指加强普通透明材料使光的速度的降低,而不应该指加强光对于所通过材料的原子的作用。根据同样的理由,可知B项是错误项。此外C项和D项也是错误项,这两项中所涉及的内容都离画线部分内容较远,不可能是“影响”一词…请点此查看本文完整答案(答案页第五页)…得多。由(you)此(ci)可(ke)(ke)见,波(bo)长长的(de)(de)光(guang),传播(bo)速(su)度(du)较(jiao)慢(man),波(bo)长短的(de)(de)光(guang),传播(bo)速(su)度(du)较(jiao)快(kuai),紫外线的(de)(de)波(bo)长短,其传播(bo)的(de)(de)速(su)度(du)应该是(shi)比较(jiao)快(kuai)才对,C项是(shi)错误项。原(yuan)文第四(si)自然段说慢(man)光(guang)的(de)(de)非线性效应使光(guang)学开关的(de)(de)设计者们“兴(xing)奋不已”;第五(wu)自然段说加(jia)利(li)福尼(ni)亚(ya)大学的(de)(de)工程(cheng)师阿塔奇“认为”装满(man)铷气的(de)(de)小室能够传送光(guang)脉冲信号;原(yuan)文最后一(yi)段说韦尔奇小组“已在考虑”制(zhi)造一(yi)个廉价(jia)、高(gao)效的(de)(de)紫外线源。以(yi)上三点都说明,以(yi)慢(man)光(guang)为基础的(de)(de)实际应用(yong)尚处在设想阶段,还没有人真正付(fu)诸实施。由(you)此(ci)可(ke)(ke)见,D项也是(shi)错误项。