《銣原子降低光速》的閱讀題及答案
幾個(gè)月前，來(lái)自一些地方的研究人員演示了使光以每秒17米的緩慢速度通過(guò)一堆冰冷的鈉原子的過(guò)程。但是把原子冷卻到接近絕對(duì)零度是非常困難的，要使以慢光為基礎(chǔ)的應(yīng)用能夠變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，需要采用簡(jiǎn)單一些的方法。
德克薩斯州農(nóng)業(yè)機(jī)械大學(xué)的韋爾奇博士意識(shí)到，在冰冷的鈉原子中使光速降低的基本原理在熱的銣原子中也同樣適用。用熱的銣原子做實(shí)驗(yàn)要簡(jiǎn)單得多，它包括把一個(gè)裝有固體銣金屬的特殊透明容器(稱(chēng)為“小室”)加熱到大約100攝氏度，然后把兩束經(jīng)過(guò)細(xì)微調(diào)節(jié)、波長(zhǎng)略微不同的激光射入小室。
即使穿過(guò)普通的透明材料，比如玻璃或水，光速也會(huì)略微降低，因?yàn)楣鈺?huì)與組成材料的原子相互作用。(但是在這種情況下，影響是微弱的，并且任何加強(qiáng)這種影響的試圖都會(huì)導(dǎo)致光的吸收。)因此，重要的是使光的速度降低，而且不至于被吸收。韋爾奇博士通過(guò)小室做到了這一點(diǎn)。這種方法把銣原子置于一種非常微妙的量子狀態(tài)中，在這種狀態(tài)下銣原子不能吸收光。同時(shí)，兩束光的相互作用產(chǎn)生了另外一束波長(zhǎng)很長(zhǎng)的光，這束光的傳播速度比原先兩束光的速度要慢得多。
降低光速能獲得諸如非線性等其他一些效應(yīng)。在大多數(shù)情況下，光的行為是線性的：把入射到玻璃上的光的強(qiáng)度增加一倍，穿過(guò)玻璃的光的強(qiáng)度也會(huì)增加一倍。但是，非線性意味著入射光的微小變化會(huì)導(dǎo)致透射光的巨大改變。正是這種性質(zhì)使光學(xué)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)者們興奮不已。
加利福尼亞大學(xué)的工程師阿塔奇認(rèn)為，人們?cè)谕ㄟ^(guò)光纜傳送光脈沖時(shí)，常常需要把某個(gè)用來(lái)與其他信號(hào)作對(duì)比的信號(hào)延遲一段時(shí)間。目前的做法是把其中一個(gè)脈沖沿著為此目的而專(zhuān)門(mén)建造的.很多光纖發(fā)送出去，而采用一個(gè)大小為1升、裝滿高溫銣氣的小室能夠達(dá)到同樣的目的并且更加有效。
韋爾奇小組的成員卡什說(shuō)，裝滿銣氣的小室在改變激光束以產(chǎn)生難以獲得的波長(zhǎng)方面極其有效。他們已在考慮運(yùn)用這個(gè)原理制造一個(gè)廉價(jià)、高效的紫外線源，由于紫外線波長(zhǎng)短，因此可以用來(lái)讀取刻錄在光盤(pán)等媒介上的形狀更小、排列更緊密的數(shù)據(jù)。
17.文中畫(huà)線處“影響”一詞的意思是
A.普通的透明材料使光的速度降低
B.光對(duì)于所通過(guò)材料的原子的作用
C.兩束經(jīng)過(guò)細(xì)微調(diào)節(jié)的激光的干擾
D.小室中熱的銣原子減慢光速的效果
18.下列不屬于韋爾奇所做實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容的一項(xiàng)是
A.使光的速度降低，而且不至于被吸收
B.使銣原子處于不會(huì)吸收光的微妙的量子狀態(tài)中
C.使波長(zhǎng)略微不同的兩束光互相作用而產(chǎn)生慢光
D.制造廉價(jià)、高效的紫外線源，來(lái)讀取光盤(pán)上的數(shù)據(jù)
19.下列理解不符合原文意思的一項(xiàng)是
A.溫度接近于絕對(duì)零度的鈉原子可以把光速降低為17米/秒
B.在高溫中的銣原子處在一種非常微妙的量子狀態(tài)中
C.利用熱的銣原子傳送光脈沖可以比利用光纜更加有效
D.緩慢通過(guò)高溫銣氣的入射光具有非線性效應(yīng)
20.根據(jù)本文提供的信息，以下推斷正確的一項(xiàng)是
A.利用鈉原子降低光速的代價(jià)要小于利用銣氣
B.光通過(guò)高溫銣氣時(shí)，其傳播的速度也會(huì)降低
C.紫外線的波長(zhǎng)短，所以傳播的速度比較慢
D.目前以慢光為基礎(chǔ)的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)
試題答案：
三、(12分，每小題3分)
17.A
18.D
19.C
20.B
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