用时间相关的单光子计数检测方法测量水中光速
摘要：使用传统方法测量色散介质中光速的方法是基于检测来自相同光源的光波之间的干涉。本研究使用电子方式测量单个光子从激光到光倍增管的时间。时间相关单光子计数检测产生具有相同形状的特征仪器响应，该响应与光所经过的路径长度和透明介质的性质无关。这允许通过观察光所行进的不同距离产生的仪器响应位置的变化来准确校准定时器。测量光在空气和水中行进相同距离时发生的相应位移，进而可以准确确定这两种介质中光子速度之比。本研究使用了三种不同的光波长。在两个案例中，通过对比本研究测得的光速和现有水中折射率测量推导得出的光速，发现结果一致。最短波长的研究结果位于紫外线范围，无法取得可靠的估计依据，因此本实验测得的ng值（1.463）等待独立验证。本研究还对其结果进行了理论讨论，参考了牛顿最初的光量子理论。据认为，对于他未能预测光在水中行进较空气更为缓慢的现象，其原因源于他的机械理论的不足，而不是他关于光基本组成的假设。
作者：Pedro L. Muino, Aaron M. Thompson, and Robert J. Buenker
论文ID：physics/0502100
分类：Classical Physics
分类简称：physics.class-ph
提交时间：2007-05-23