\chapter{انبرک‌نوری}


\section{تاریخچه‌ای مختصر از انبرک‌نوری }

سوالهای مربوط به، وجود یا عدم وجود اندازه حرکت برای نور و توانایی انتقال نیرو به اجسام از طرف نور مدت‌ها پیش ذهن دانشمندان را بخود درگیر کرده بود و در تلاش برای پیدا کردن روشی برای استفاده از این نیرو بودند.
\begin{figure}\centering\includegraphics[angle=0,width=0.2\textwidth]{kepler}\caption{یوهانس کپلر(۱۷۳۰).}\end{figure} 
\newline
درقرن هفدهم، جهت‌گیری دم ستاره‌های دنباله‌دار،  یوهانس کپلر
\footnote{Johannes  Kepler}
(شکل ۱.۱) را برآن داشت تاپیشنهادی مبنی برمعلول بودن نورخورشید درجهت‌گیری دم ستاره‌های دنباله‌دار بدهد
،اگرچه این پیشنهاد درست نبود اما دغدغهٔ دانشمندان زمان کپلر را نسبت به این موضوع به خوبی نشان می‌دهد.


دانشمند بعدی: لبدوف\footnote{Lebedev}(شکل ۱.۳)در سال ۱۸۹۹ با قرار دادن صفحات جاذب و ساطح نور در محیطی خلأ و تلاش برای چرخاندن این صفحات تا حدودی موفق در اندازه‌گیری نیروی وارد بر آسیاب نوری\footnote{Light mill} بود.
\newline
\begin{figure}
\centering
\includegraphics[angle=0,width=0.3\textwidth]{Lebedev}
\caption{پیوتر نیکولاویچ لبدف!!!(۱۸۹۹).}
\end{figure}
تلاش دانشمندان در اندازه‌گیری نیروی نور تا زمان کشف لیزر (۱۹۶۰)ادامه پیدا کرد، از سال ۱۹۶۰ به بعد شانس وجود منابع پرقدرت‌تر ودر نتیجه فوتون‌هایی با شعاع بیشتر کار اندازه‌گیری را خیلی آسان‌تر کرد.
\newline
سرانجام آرتور اشکین\footnote{Arthur Ashkin}(شکل ۱.۴) در سال ۱۹۷۰ در مقاله ای با عنوان:شتاب و به‌دام انداختن ذرات به وسیلهٔ فشار تابشی، نشان داد که مومنتوم فوتون می‌تواند به ذرات منتقل شود
~\cite{ashkin} 

 وی با آزمایش‌های مختلفی از جمله؛ شتاب دادن ذرات درجهت باریکهٔ لیزر، کانونی کردن نور لیزر با هدف افزایش چگالی فوتون‌ها، انتقال دادن مومنتوم نورلیزر از دو طرف به ذرات و... توانست لقب پدر این شاخه از علم را به خود بگیرد.
\newline
آرتوراشکین بعدها توانست نیروی وزن ذرات مورد آزمایش خود را اندازه گرفته و اولین کار بایولوژیکی که کار ساده‌ای هم نبود را انجام دهد؛ آنها در واقع سعی بر تله انداختن
\footnote{Trapping}
 باکتری‌های زنده درون سیال کردند،سپس با مورد مطالعه قرار دادن این باکتری‌ها توانستند محدوده‌ی مجاز طول موج نورلیزر برای زنده ماندن این باکتری‌هارا به دست بیاورند.
بعد ازکارهای آرتور اشکین از سال ۱۹۸۷ به بعد این شاخه از علوم؛ یعنی تله اندازی ذرات توسط نور لیزر یا انبرک نوری 
\footnote{Optical Tweezers}
 علاقمندان زیادی را به خود جذب کرده و کارهای زیادی با این ابزار در زمینهٔ بایولوژیکی انجام شد.
\begin{figure}
\centering
\includegraphics[angle=0,width=0.3\textwidth]{Ashkin}
\caption{آرتور اشکین،پدر علم انبرک نوری.}
\end{figure}


\section{بررسی نیروهای تلهٔ‌نوری با تکیه بر رژیم‌های مختلف}
چهار نیروی بنیادی شناخته شده در جهان عبارتند از: نیروی هسته‌ای ضعیف
\footnote{Weak nuclear force}
، نیروی هسته‌ای قوی
\footnote{Strong nuclear force}
، الکترومغناطیس
\footnote{Electromagnetic force}
 و گرانش
\footnote{Gravity} 
 .در پاسخ به جواب این سوال که نیروی تله از جنس کدام نیرو است، با توجه به آنچه در قسمت ۱.۱ این پایان‌نامه گفته شد نیروی تله از جنس هیچکدام از چهار نیروی اصلی شناخته شده نیست!!!!!!،این نیرو در واقع انتقال تکانهٔ فوتون‌های نور لیزر به ذره درون تله میباشد.چون نور لیزر قبل از رسیدن به ذره درون تله کانونی میشود در نتیجه چگالی فوتونها در نقطهٔ کانون بالاترین حد خود را دارد و انتقال تکانه به ذره در دو جهت محوری و عمود بر راستای محور اتفاق می‌افتد که این خود منجر به وارد شدن دو نوع نیرو به ذره می‌شود که به ترتیب به نیروی پراکندگی
\footnote{Scattering force} 
  و نیروی گرادیانی
\footnote{Grdient force}   
   شهرت پیدا کرده‌اند.
\newline
با فرض اینکه  d قطر ذره و
 $\lambda  $
 طول موج لیزر باشد و بسته به نسبت طول‌موج نور لیزر به سایز ذرات درون تله سه رژیم‌ مختلف تعریف شده است که در ادامه به معرفی آنها وتحلیل نیروها در هر رژیم پرداخته خواهدشد،لازم به ذکراست که محدودهٔ تعریف شده برای این رژیم‌ها خیلی دقیق نبوده لذا در مرز بین دو رژیم می‌توان از هردو رژیم استفاده کرد!!!!!!

\subsection{رژیم اپتیک هندسی }
در صورتی که قطر ذره نسبت به طول‌موج‌ لیزر خیلی بزرگترباشد نیروهای گرادیانی و پراکندگی را به راحتی می‌توان محاسبه نمود.این رژیم به اپتیک هندسی (شکل
\ref{اپتیک هندسی}
) 

\begin{figure}
\centering
\includegraphics[angle=0,width=0.5\textwidth]{hendesiii}
\caption{نمایش رژیم اپتیک هندسی($ d \gg \lambda $).}
\end{figure}

\begin{figure}
\centering
\includegraphics[angle=0,width=0.5\textwidth]{reili}
\caption{نمایش رژیم ریلی($ d \ll \lambda $).}
\end{figure}

\begin{figure}
\centering
\includegraphics[angle=0,width=0.5\textwidth]{mi}
\caption{نمایش رژیم می($ d \simeq \lambda $).}
\end{figure}

\subsection{نیروی گرادیانی }
متن زیر بخش اول را در اینجا بنویسید.

\subsection{نیروی پراکندگی }
متن زیر بخش اول را در اینجا بنویسید.

\subsection{رژیم ریلی }
متن زیر بخش اول را در اینجا بنویسید.

\subsection{رژیم میانی }
متن زیر بخش اول را در اینجا بنویسید.

\section{محدودیت‌های تلهٔ‌نوری}
متن بخش اول را در اینجا بنویسید.

\section{چیدمان انبرک‌نوری }
متن بخش اول را در اینجا بنویسید.

\section{کاربردهای انبرک‌نوری }
متن بخش اول را در اینجا بنویسید.

x