光翼

光翼即目標物體在某個方向上受到的壓力必須大於其他方向的壓力。

基本介紹

• 中文名：光翼
• 壓力：光
• 相關概念：輻射壓力
• 套用：依靠輻射壓力來控制航空工具方向

簡介

“光翼”的工作原理和機翼類似，即目標物體在某個方向上受到的壓力必須大於其他方向的壓力，這樣才能在這個方向上產生推力，使物體移動。只不過，機翼的壓力來自於空氣，而“光翼”的壓力來自於光。

原理

光照射到物體表面被反射或是通過透明物體時都會對物體產生“輻射壓力”，這個原理實際上早已為科學界所知。研究人員此次利用計算機模型測試發現，形狀不同的物體，入射光線折射和反射也各不相同。當目標物體為一種特殊的透明半圓柱體時，經過折射，入射光線的大部分都會集中從一個方向上射出。這個方向上的“輻射壓力”因此也就最大，半圓柱體可以在這個方向上發生位移。

研究人員按照模型用塑膠製造了這樣一個幾微米長的半圓柱體，並將其放入水中。當從半圓柱體的下方發射雷射束時，發現它果真向垂直上方發生位移，而且還發生水平方向的移動。這個側向移動表明，可以通過控制光壓的方向來控制目標物體的移動。

套用

“光翼”的一個重要套用是依靠輻射壓力來控制航空工具的方向。比如美國加利福尼亞帕薩迪娜的一個公共空間組織“行星社”計畫，在今年末發射一個實驗性的太陽能導航太空飛行器——光帆（LightSail）。格羅弗·斯瓦茨蘭德表示，藉助這一發明，將來可能僅靠太陽光線就能為“光翼”飛行器提供動力。未來在太空探索中，就有可能僅依靠太陽光碟機動飛行。此外，還可以在不易採用常規動力的微觀環境中用“光翼”為極小的器械提供動力。

半圓小棒編制的“光翼”發生橫向運動

對於最新套用，加利福尼亞理工大學研究納米光學與機械系統的物理學家馬特·艾琴菲爾德認為，如果抬升可以用於任何透明物體，該技術的研究就更有意義。反過來考慮問題的話，我們可以改變雷射束的形狀，而不一定是物體的形狀。“光翼”的概念也能用於微觀機械力學，或液體中的粒子運動。他說：“這會產生很有趣的效果。把納米力學的研究領域和光學相結合也變得更重要。在研究中，我們會再次看到研究展現出的最簡單現象。”