对“激声”原理的一些纠正

 

2009年6月17日[美国趣味科学网站]发表题为：“激声——激于声音的激射器问世”的文章。

报道，科学家按激光的类似原理创造了所谓的“激声”。

所宣布的这一技术突破的具体内容将刊登在本月出版的《物理学评论》杂志上，不过到目前为止，激声，还只是理论上的概念。

英国诺丁汉大学物理和天文学院的安东尼．肯特教授说：“虽然我们在激声领域开展的工作很大程度上纯粹是受科学好奇心驱使，但我们感觉这种技术有可能改变声学领域，就像激光改变了光学领域一样。”

但是，报道介绍，研究人员解释说，激光的原理是，用外部功率源来激发电子，让它们在具有极强反射性的光共振腔中，与其他光子发生碰撞，释放能量，从而产生光子束。认为，这样就形成了连贯而且可控制的，具有样频率的，激光束。

激声，模仿这一技术，不过是用声音来制造声子束。

声子束不像，光子束，那样在光共振腔中穿行，而是穿过一种被称为超晶格的，由大约50层，每层仅几个原子厚的超薄材料组成的，小型装置。

声子在各层晶格间来回跳跃，直到最终以一种极高频率的声子束脱离超晶格。

科学家说，激声，会使极小的声波变成极强的声波；或许还能探测到纳米大小的物体和缺陷。这种新装置在计算机、成像，甚至医学、反恐、安检、军事等领域，都有重要的应用前景。

这里谈到的，“激声”技术的突破，及其可能的应用前景，确实很重要。

但是，对激光原理和“激声”对它的模仿，的解释却是非常错误的。

应纠正如下：

1． 激光的原理

不是，用外部功率源来激发电子，让它们在具有极强反射性的光共振腔中，与其他光子发生碰撞，释放能量，从而产生光子束。电子不是在光共振腔中与其他光子发生碰撞的。即使它们有可能的碰撞，也不会产生任何新光子束的，

而是外部功率源激发处于光共振腔中的激光介质中各有关原子或分子中的有关电子，使其能以较长的“驰豫”时间，处于高激发态，而激光介质形成所谓“布居数反转”状态。一旦有高激发态的电子自发地，或因相应光子的诱发，而跃迁到相应的低激发态或基态，而发出相应频率的光子。由于光子在光共振腔中的反复反射，就诱发大量高激发态的电子跃迁到相应的低激发态或基态，而发出大量的相应频率的光子，形成激光。

2．“激声”的可能原理

光子是由带电粒子由电磁高能态跃迁到低能态或基态，而辐射出的粒子。

类似地，声子是由电中性粒子由振动高能态跃迁到低能态或基态，而辐射出的粒子。

在一定的条件下，也可能造成某种介质，其电中性粒子的振动高能态也能够有足够长的“驰豫”时间，也能形成所谓“布居数反转”状态。一旦有高激发态的电中性粒子自发地，或因相应声子的诱发，而跃迁到相应的低激发态或基态，就也能发出相应频率的声子。如果又能造成声子在其中反复振荡的条件，就也能产生大量相应频率的声子，而形成所谓“激声”。

由于声子并不能像光子那样，也能在真空中往返传输，而只能在一定的实物介质中传播，因而，采用所谓“超晶格”类的实物介质装置也是必要的。

但是，声子在各层晶格间来回跳跃，所能诱发的声子只能是与它相同的频率，而不会“直到最终以一种极高频率的声子束”，脱离超晶格。

 

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