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尺子测量的“测微”与“测巨”

尺子测量的“测微”与“测巨”

作者:A4纸网友    来源:网络    发布时间:2020-02-28 15:19    浏览量:

测量用什么工具?当然是尺子了。很多人第一想到的就是尺子。但是很多东西是普通尺子无法测量的到的,一根铅笔怎么测量长度?一根头发怎么测量宽度?地球怎么测量直径?

太阳怎么测量大小?一个原子又如何测量尺寸?
 
第一个问题,小学生只要掏出刻度尺量一下就能知道了。第二个问题,中学生稍动脑筋,可以从实验室里借来一把“螺旋测微器”来得出结果,而其他的问题,就需要大量专业人士好

好研究一番了。
 
的确如此“测微”“显微”是科学领域上重要的工作。2014年的诺贝尔化学奖得主威廉.艾斯科.莫尔纳尔教授就是因提高的光学显微镜的分辨率而获奖的。
尺子测量的“测微”与“测巨”
 
2017年3月,莫尔纳尔教授来到南京一中与同学们交谈,笔者(教授右侧学生)有幸参与
 
在以前的理论上,光学“测微”并不很吃香。依据波动理论,它的分辨率仅仅是所用光波长的一半。换而言之,原子这么小的物体,在可见光下“不可见”。
 
近日,新加坡南洋理工大学的Nikolay Zheludev教授和Guanghui Yuan博士找到了用近红外光“测微”的新方法,依据计算分辨率大概是一个原子的大小,能够达到纳米尺度。
 
通过使用有切缝的100纳米厚的金箔,研究者们利用“超级振荡”这一量子物理的研究结果来提高分辨率。
 
“有两个切缝,” Yuan博士说,“它们恰好成直角。当偏振激光打上金箔时,它能够产生干涉条纹。条纹中含有高分辨率的信息。”
 
尺子测量的“测微”与“测巨”
光学“标尺”的原理
 
Zheludev教授乐观地表示,这种发现很可能在工业中得到应用。据称,在与通信技术息息相关的半导体行业甚至光电装置上,这种技术都能发挥作用。
 
我们可以“测微”,那么我们能不能“测巨”呢?目前我们知道的最大的行星是木星。最大的行星确实不太好确认,因为宇宙中观测到的最大的是系外行星J1407b,大概是木星直径的2.5

倍,质量约为木星的20倍!另一颗比较大的行星是是TRES4,因为它的直径是木星的1.7倍,但质量却只有木星的80%,很明显后面那个天体落选了!

 
尺子测量的“测微”与“测巨”
 
当然还有另外一个有趣的事实,J1407b也是唯一一颗有有光环的系外行星,它的光环超过土星的200倍!不过这颗行星还很年轻,它的光环也将逐渐消失!
 
尺子测量的“测微”与“测巨”
 
但有一个有问题不得不说,因为行星的质量存在一个上限,因为过大的行星会将比较轻的气体元素留住,即岩石质行星成长到一定的大小后其引力将能留住氢元素和氦元素等!但

在这些氢元素中有部分氢元素的同位素氘,它的聚变条件比较低,只要行星的质量达到木星的13倍左右内核温度即可点燃氘元素!但氘元素在整个氢元素比例中占比的比较低的,

仅仅足够燃烧5000万至一亿年左右,因此有天文学家将超过13倍的气态行星定义为褐矮星,即不属于行星和不属于恒星的一类天体!
 
太阳系附近的褐矮星位置与距离,比如巴纳德和比邻星红色表示红矮星,太阳和半人马座阿尔法主星是黄矮星!
 
因此从行星的真正定义来看,最大的行星上限应该是褐矮星,大约12-13倍木星的质量!而木星的质量是地球的318倍,那么很简单这种行星最大的质量在地球的3816-4134倍之

间!
 
尺子测量的“测微”与“测巨”
好了,今天讲的是“测微”,也就是对微小物品的测量方法,后续我们还会来具体讲“测巨”,对,就是对巨型物品的测量方法,地球、太阳、甚至是刚刚我们介绍的最大的行星-木

星,我们是怎么知道它的质量的呢?我们是怎么测量出它的呢?请关注我们网站www.51397.com.cn。

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