光学镊子(optical tweezers)
光学工程_光镊技术
dp dt
p t
这意味着光对被照物体施加一个力的作 用，这种由于光辐射对物体产生的力通常称 之为光的辐射压力或光压。
p m v, dp dt m v ma F
11
.
如果光束的作用面积为S，则单位面积上的光压强 为。可以估算出，太阳光垂直照射时，地球表面的光压 为：W=0.5达因/m2，这个量很小。 但由于激光的高亮度、高方向性，发散角为毫弧度。 10mW He-Ne激光，辐射亮度为太阳光的1万倍，与原 子弹爆炸时亮度相当。 ）时，其压强为 再将其聚焦到衍射极限光斑，（ m W=106达因/m2从而可产生108cm/s2=105g的加速度。 对于微米数量级的小球来说，这个力非常大，每个光子 的动量虽小，但在聚焦后形成的高密度能流下，其力量 非常大，此为光摄的能源所在。
3
引 言
光镊----光学镊子，顾名思义它是一种 利用光物理性质实现的工具，它应具有 传统的机械镊子或钳子可狭持、操纵微 小物体的功能，故成为光镊或光钳。
4
激光束聚焦 至直径1um
激光光镊对酵母细 胞的捕获和操作 控制曝光时间在样品上 记录下直径变化的点
5
引 言
传统的机械镊子必须用其前端接触到物体，再施加一 定的压力，物体才能被镊住，而后进行翻转，迁移等操纵。 而光镊则大不相同， ①它使物体受到光的束缚而达到“镊”的目的，然后 通过移动光束来迁移或翻转物体 ②与机械镊子相比，它是一种温和的、非机械接触的 方式来夹持和操作物体 ③尤为重要，在以光镊的光为中心的一定区域内，物 体一旦落入这个区域就有自动移向几何中心的可能，尤如 微粒被吸光器吸入，或一个飞行物体坠入宇宙黑洞样，光 镊具有“引力”效应。同时光镊又象一个陷阱。
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第五组——光镊技术的新应用剖析
光镊技术的新应用纪美伶，白中博，王娜，马学进（西安交通大学生物医学工程）摘要激光光镊自从1986年发明以来，作为一种无直接接触、无损伤、可产生和检测微小力以及精确测量微小位移的物理学工具，在生命科学等多个领域得到了广泛的应用。
本文从光镊的诞生出发，简要讨论了光镊的原理，光镊装置的基本结构，并简要介绍了各个种类光镊的独特功能以及基于光镊的一些新技术，进而对光镊技术及其在生命科学中的应用现状和进一步发展作了评述和讨论，阐述了光镊在生命科学研究中的潜在地位和巨大的发展前景。
关键词光镊；生命科学；原理；基本结构；应用现状；发展New Applications of Optical TweezerJi Mei-ling,Bai Zhong-bo,Wang Na,Ma Xue-jinAbstract The optical tweezer technique has emerged as a flexible and powerful tool for exploring a variety of scientific processes such as life science since it was invented in 1986. From the birth of the optical tweezer, this paper will briefly discuss its working principle, its basic structure and introduce some kinds of optical tweezers with novel features or some new technologies based on it. Then its recent developments on both the technology and applications in life science will be reviewed. It is shown that optical tweezer will have great potential in life science.Key words：optical tweezer; life science; principle; basic structure; application; development光镊简介一百年前，爱因斯坦提出的光量子学说最终导致了激光的诞生，20世纪60年代激光器的发明，使光与物质相互作用产生的力学效应真正走向实际的应用。
实验室常用英文术语
实验室经常使用英文术语之欧侯瑞魂创作1. 1.当你进入国外的实验室之前，如果不克不及熟练掌握实验过程中相关物品的英文名称及读音，你与同处一室的技术人员之间势必发生强烈的交流障碍，实验效率也将因此大打折扣。
这里我汇总了数篇文章的相关内容，并结合自己实验室的情况，弥补了大量词汇，希望对即将出国留学的生物学科研人员有所帮忙。
欢迎大家弥补指正。
一．容器与耗材（vessel & consumable material）小瓶vial量杯measuring cup烧杯beaker量筒measuring flask/measuring cylinderer 坩埚crucible坩埚钳crucible clamp试管test tube漏斗funnel比色皿cuvette鱼缸aquarium烧瓶flask锥形瓶conical flask塞子stopper/plug洗瓶plastic wash bottle玻璃活塞stopcock试剂瓶reagent bottles玻棒glass rod搅拌棒stirring rod容量瓶volumetric flask/measuring flask 移液管(one-mark) pipette吸液管pipette滤器filter滤纸filter paper培养皿culture dish移液枪pipette移液枪枪头pipette tips剃刀刀片razor blade手术刀scalpel 垃圾袋disposable bag垃圾桶garbage bin橡皮筋rubber band托盘Tray铝箔aluminium foil洗耳球rubber suction bulb保鲜膜preservative film研磨钵mortar研杵pestle小滴管dropper蒸馏装置distilling apparatus桶bucket广口瓶wide-mouth bottle离心机转子rotor试管架test tube holder/rack酒精灯alcohol burner酒精喷灯blast alcohol burner搅拌装置stirring device石蜡封口膜Parafilm微量离心管（EP管）Eppendorf tube 载玻片Slide盖玻片Cover glass离心管Centrifuge tube电泳槽Gel tank电线Electrical leads牙签Toothpick螺丝钉Screw锁紧螺母Nut, Cap nut复印纸Copy paper复写纸Carbon paper钉Nail试管刷test-tube brush 计时器Timer闹钟Alarm clockU形钉Staple衣服挂钩Coat hanger电泳用的梳子Comb扳手Shifting spanner订书机Stapler订书钉staple圆珠笔心Refill灯泡Globe记号笔marker pen注射器syringe注射器活塞plunger铁架台iron support万能夹extension clamp 止水夹flatjaw pinchcock 圆形漏斗架cast-iron ring 橡胶管rubber tubing药匙lab spoon镊子forceps/ tweezers蜂鸣器buzzer架子shelf剪刀scissor打孔器stopper borer移液吸管serological pipette血球计数板hemocytometerpH试纸universal ph indicator paper称量纸weighing paper透明胶带sellotape筛子sieve网眼mesh格子grid擦镜纸wiper for lens水银温度计mercury-filled thermometer白大褂white gown真空泵vacuum pump水浴锅water bath kettle口罩respirator电极electrode阳极,正极anode阴极,负极cathode二．实验操纵（manipulation）：丢弃discard转移容器decant吸出aspirate吹吸blowing and suction离心收集pellet重悬resuspend絮状沉淀flocculent precipitate 浑浊的turbid烘bake灭菌sterilize均质化homogenize分装aliquot培养foster通风ventilate冷却chill down稀释dilute洗脱elute孵育incubate超声破碎ultrasonication淬灭quench 裂解物Lysate沉淀物Sediment上清Supernatant小滴droplet一批batch色谱chromatograph沉淀precipitate接种inoculate探针probe蒸馏distil/distill搅拌Stir/agitate旋转swirl/ spin中和neutralize校准calibrate平衡equilibrate结块、块状沉淀clump 粘稠的viscous漂洗rinse脱水dehydrate发酵fermentation溶解dissolve燃烧combustion 水解hydrolysis过滤filtrate浓缩condense催化剂catalyst研磨grind破碎crush催化作用catalysis分解dissolution涡旋震荡Vortex电泳Electrophoresis抽滤suction filtration电转化electrotransformation收菌harvest切碎chop/mince灌注perfusion浆液slurry三．仪器（apparatus）恒温循环仪Thermostatic circulator空调机Air conditionerpH计pH meter照度计(丈量荧光素酶酶活) luminometer 磁力搅拌器magnetic stirrer烘箱oven微波炉microwave oven电磁炉electromagnetic oven凝胶系统Gel system电子天平Electronic balance转接器Adapter离心机centrifuge盖子lid/ cap封口设备Sealing equipment复印机Duplicator, copying machine超净工作台super clean bench通风橱fume cupboard药柜Cupboard高压蒸汽灭菌器autoclave电泳电源Electrophoresis power supply 紫外灯Ultraviolet illumination真空泵Vacuum pump天平balance/scale 分析天平analytical balance台秤platform balance涡旋振荡器Vortexing machineCO2培养箱CO2 Incubators电子显微镜Electro Microscopy电泳仪Electrophoresis System恒流泵constant flow pump解剖镜anatomical lensPCR仪Thermocycler倒置显微镜Inverted Microscope核磁共振波谱仪Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer光学显微镜Optical Microscopy摇床Shaker培养箱incubator超滤器Ultrahigh Purity Filter超低温冰箱Ultra-low Temperature Freezer 超声破碎仪Ultrasonic Cell Disruptor紫外观察灯Ultraviolet Lamp紫外-可见光分光光度计UV-Visible Spectrophotometer计算器calculator/numerator四．化学试剂（reagent）1、氨基酸丙氨酸alanine (Ala, A)缬氨酸valine (Val, V)亮氨酸leucine (Leu, L)异亮氨酸isoleucine (Ile,I)脯氨酸proline (Pro, P)苯丙氨酸phenylalanine (Phe, F) 色氨酸tryptophan (Trp, W)蛋氨酸methionine (Met, M)甘氨酸glycine (Gly, G) 丝氨酸serine (Ser, S)苏氨酸threonine (Thr, T)半胱氨酸cysteine (Cys, C)酪氨酸tyrosine (Tyr, Y)天冬氨酸asparagines (Asn, N) 谷氨酰胺glutamine (Gln, Q) 赖氨酸lysine (Lys, K)精氨酸arginine (Arg, R)组氨酸histidine (His, H)天冬氨酸aspartic acid (Asp, D)谷氨酸glutamic acid (Glu, E)2、核苷酸腺苷adenosine鸟嘌呤核苷guanosine胞苷cytidine胸腺嘧啶脱氧核苷thymidine尿嘧啶核苷uridine脱氧deoxy-3、其他化学试剂二甲苯Xylene冰乙酸Acetic acid glacial硼酸Boric acid氯化钙Calcium chloride巯基乙醇mercaptoethanol咪唑Imidazole盐酸胍guanidine hydrochloride无水乙醇absolute ethanol乙酸钠Sodium acetate氯化钠Sodium chloride生理盐水physiological saline洗涤剂detergent十二烷基磺酸钠Sodium dodecyl sulphate 盐酸hydrochloric acid氢氧化钠sodium hydrate/hydroxide胰蛋白胨Tryptone酵母提取物yeast extract琼脂Agar甘油glycerin 内毒素endotoxin两性霉素amphotericin氨苄Ampicillin肝素heparin卡那霉素Kanamycin胰蛋白酶Trypsin溴化乙锭ethidium bromide胰岛素Insulin树脂resin糖类saccharide蔗糖Sucrose醋酸钾Potassium acetate异丙醇Isopropanol醋酸铵Ammonium acetate异戊醇Isoamyl alcohol氯仿Chloroform甲醇methanol遗传霉素geneticin糖原glycogen血清serum高锰酸钾potassium hypermanganate 考马斯亮蓝Coomassie brilliant blue 液氮liquid nitrogen次氯酸钠clorox苯酚phenol阴离子anion碱性alkalinity实验室经常使用英语-化学生物类1. 2. 来美国学习遇到了一个很郁闷的事：走进实验室跟他人交流非常困难，自己做实验也是磕磕碰碰。
机器人细胞微操作方法
机器人细胞微操作方法
机器人细胞微操作是一种使用机器人技术进行细胞操作的方法，可以精确控制和操作细胞，例如单细胞的抓取、放置、操纵和移动等。
下面介绍几种常见的机器人细胞微操作方法：
1. 光学镊子（Optical Tweezers）：利用激光束在细胞上产生光学焦点，通过调整光束的方向和强度，可以将细胞抓取、移动和放置到目标位置，实现细胞的微操作。
2. 压电器件（Piezoelectric Devices）：利用压电陶瓷等材料的特性，在电场作用下会有微小的尺寸变化，通过控制电压，可以使压电器件发生细小的形变，用于实现对细胞的微操作，如抓取、放置和操纵。
3. 微流体系统（Microfluidic Systems）：利用微流体技术，将细胞悬浮在微小的流道中，通过控制微流体的流速、压力和流向，可以精确地控制细胞的位置和运动，实现对细胞的微操作。
4. 磁控技术（Magnetic Control）：利用磁性纳米颗粒在外加磁场下的运动特性，将磁性纳米颗粒与细胞结合，通过控制外加磁场的方向和强度，可以实现对细胞的微操作，如抓取、操纵和移动等。
这些机器人细胞微操作方法都具有高度的精确性和控制性，可以在细胞实验和细
胞工程领域中广泛应用，为细胞的研究和应用提供了新的手段和工具。
光镊技术的原理及应用
图4 光镊
(b)
测量微粒
布朗运动
的瞬时速
度。(a)实
验装置原
理 图 ;(b)
微的布朗
运动瞬时
速度分布
曲线
1907年，爱因斯坦认为能量均分定理适用于布朗微粒，但是因为单个微粒的瞬时速
度变化太快，所以这个预言难以从实验上直接证明。
2010年，Tongcang Li等人利用两束正交偏振相向传播的光束形成的光阱小球悬浮在
利用光镊捕获微粒，使两微粒在显微镜焦平面附近发生碰撞并直接进行观察。 通过大量的碰撞后两个微粒结合与分散，可得到相互作用的直接信息。
•纳米技术领域
在纳米技术领域，由于光镊能对微米级和纳米级的器件进行非接触 式操纵，因而被用于纳米压印、纳米组装和微纳加工。
图7 纳米组装。a）用光镊将沉在样品池底部的纳米线镊起；b）用光镊将 GaN纳米线和SnO2纳米带镊起，并放置到正确位置，然后用光学激光将二 者熔合。 （Pauzauski等人，纳米器件、电路）
图11 光镊测量细胞膜弹性。(a)光镊拉伸细胞的示意图;(b)用药后细胞膜的变 化量;(c)没有加药细胞膜的变化
图12 光镊技术操控活体动物内的红细胞。 (a)光镊操控小白鼠耳朵毛细血管 中的红细胞示意图;(b)光镊诱导红细胞疏通血管恢复正常血液流动
•分子生物学领域
图13 用光镊操纵单分子体系的模式。（a）单分子的一端粘在光阱中的微球上， 另一端粘在盖玻片上；（b）单分子的一端粘在光阱中的微球上，另一端粘在 吸附在玻璃微针上的微球上；（c）单分子的两端分别粘在两个光阱（双光阱） 中的微球上。
光镊技术的原理及应用
2017年3月22日
光镊技术的定义 原理 实验装置 操纵特点 应用
定义
利用光学镊子观察生物结构的研究报道
利用光学镊子观察生物结构的研究报道光学镊子是一种利用光学原理放大物体的工具。
它能够让我们看到肉眼无法看到的微小结构，例如细胞、细菌等生物体。
因此，利用光学镊子进行生物学研究已经成为一种非常常见的方法。
光学镊子可以分为两种：简单光学镊子和复杂光学镊子。
简单光学镊子就是一个凸透镜和一个平凸镜组成的，常用的有放大镜。
而复杂光学镊子则是在基本构件凸透镜和平凸镜基础上，再加上反射棱镜、分束棱镜等许多构件组成的。
复杂光学镊子可以解决许多难以观察到的微小结构，因此生物学家更加喜欢使用复杂的光学镊子。
利用光学镊子观察生物结构的研究可以帮助我们深入了解生物体的构成，即使在微小的尺度上也能看到微观结构。
例如，通过放大镜可以看到细胞膜、细胞核等常见微观结构。
更复杂的光学镊子可以提供更多信息，包括细胞核内的染色体，细胞大小、形状等。
这些信息可以帮助生物学家了解生物体在不同条件下的变化，以及了解细胞如何进行代谢和修复。
此外，光学镊子还可以用于观察细菌、病毒等微生物。
通过观察这些微生物的外观、结构以及运动方式，可以了解它们的特点，例如病毒如何感染人体细胞等。
光学镊子的使用在科学研究中有许多方面的应用，以下是一些例子：1.生物医学研究：光学镊子被广泛用于肿瘤细胞的研究。
通过观察肿瘤细胞在不同条件下的变化，可以帮助研究人员了解肿瘤形成的原因以及肿瘤如何扩散。
2.材料科学研究：光学镊子可以用于观察材料表面的微观结构，例如石墨烯等纳米材料的结构。
3.生命科学研究：利用光学镊子可以观察生物体内的分子，如蛋白质、核酸等分子的结构和运动方式。
这些信息可以帮助我们了解分子的功能和生长方式。
利用光学镊子进行科学研究的难度在于如何避免干扰。
由于生物体极其微小，即使是简单的振动也会干扰到观察结果。
因此，在进行实验时需要使用专门的器材和技术，例如固定、切片、染色、冷冻等技术，以确保观察到的结果准确无误。
总之，利用光学镊子观察生物结构的研究是生物学中关键的组成部分，已经在许多领域拥有着广泛的应用。
光的力学效应-光镊原理及应用--《大学物理》系列讲座-(2)
将粒子视为电偶极子（electric dipole）
应用电偶极子对电磁波的散射理论计算散射力
1 8 n2 4 m 2 Fscat ( z, r ) k a 6 2 S ( z, rT ) 3 c m + 2
2
应用感应电偶极子受洛仑兹力计算梯度力
/ wi2 1 Pw (z + z0 )e 2r 8n2 a m 2 w 2r 2 × Fgrad (z, r) 2 2 i c m + 2 zR iw6 3
2.光镊原理
B.第二类粒子Rayleigh Particles
当粒子半径R远远小于入射光波在真空中的波长
1 R< 20
所采用的计算方法：用瑞利散射的理论进行近似计算
2.光镊原理
评价：此方法在计算过程中采取了种种 如：认为粒子不影响光波的传播，光波 中不考虑散射光；认为瞬间的入射光在 个边界上是常量等等。这些近似都是建 足够小的前提下的。因此，此方法仅适 子（几十纳米尺度）
激光斑直径mm会聚到μm量级
b
a
单光束梯度力阱—光镊
1986年，美国贝尔实验室的Arthur Ashkin等
人发现：单光束高度聚焦的激光可以稳定的捕
获直径数纳米到数十微米的微粒。 并形象的称之为“光镊”。
首次实现了单光束梯度力阱，即三位光学势阱，
单光束梯度力阱—光镊
a
b
F
Fb
O
a
Fa
二维光学势阱---光悬浮
光悬浮监测空气污染
香港城市大学发明新激光雷达 监测空气污染系统， 其原理是当激光遇上空气中的 悬浮粒子时便会反射至地上。 地面接收器则会分析反射光束
E
基于光镊技术的研究性实验
关键 一 步．同 时 在 进 行 另 一 个 研 究 方 向，即 利 用 光镊操控被捏合在单分子上的微米小球来控制单 个分子，用光镊提 供 的 皮 牛 顿 力 研 究 生 物 马 达 相 互作用以及 ＲＮＡ 分子结构和功能等．
在系统研究光镊技术 的 基 础 上，２０００ 年 中 国 科学技术大学将这项前沿物理的科研成果及时引 入 本 科 生 实 验 教 学 ，开 设 “光 的 力 学 效 应 及 光 阱 力 的测量”实验，取得了很 好 的 教 学 效 果［４］．本 文 从 光 学 镊 子 的 基 本 原 理 出 发 ，介 绍 实 验 设 计 思 路 ，展 示光的力学效应 系 列 实 验，开 拓 光 学 镊 子 研 究 性 实验教学［４６］，以此为高等院校的基础和前 沿 物 理 的研究性实验教学提供参考．
关 键 词 ：光 镊 ；光 压 ；光 阱 ；梯 度 力 中 图 分 类 号 ：Ｏ４３６ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．１９６５５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００５４６４２．２０１８．１１．００１
１ 科 学 背 景 和 实 验 目 的
２０１８年 诺 贝 尔 物 理 学 奖 授 予 美 国 科 学 家 阿 瑟·阿什金（ＡｒｔｈｕｒＡｓｈｋｉｎ），以 表 彰 他 在“光 学 镊 子 的 发 明 及 其 在 生 物 领 域 的 应 用 ”突 破 性 贡 献 ． １９８６年阿什 金 成 功 地 利 用 一 束 强 会 聚 激 光 束 实 现了可以移动生 物 微 粒 的 三 维 光 场，这 一 发 明 被 形象 地 称 为 光 学 镊 子 （Ｏｐｔｉｃａｌｔｗｅｅｚｅｒｓ）或 光 镊［１３］．光学镊 子 搬 运 微 粒 的 情 形 酷 似 无 形 的 机 械手将按照操作者的意志自如地控制目标微粒， 如 原 子 、分 子 、细 菌 或 细 胞 等 ．光 学 镊 子 为 研 究 微 观物质结构和功 能，以 及 观 察 和 控 制 生 命 的 机 器 创造了全新的契机．
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光學鑷子(optical tweezers)
清華大學物理系
近代物理實驗室
初稿2003/10/31
一、 目的
使用雷射光捕捉微米粒子。
二、 原理
粒子被拉向焦點
來自物鏡的光 粒子受到向上的力 粒子受到向下的力 粒子受到向左的力 =粒子中心 =光焦點 F
三、儀器
二極體雷射(658nm,23mW)，修改過的鹵素桌燈20W，平凸透鏡，三軸式移動平台，100倍油物鏡(NA=1.25)，高黏滯性物鏡油，網路攝影機。
實驗裝置如圖一所示。
四、裝置
實驗裝置如圖一所示。
本實驗裝置分成兩部分:光學顯微鏡系統和雷射光源系統。
實驗者可透過光學顯微鏡(先架設)，看到微米粒子的運動情況。
用來捕捉微米粒子的雷射光束由雷射光源系統產生。
架設實驗裝置時，保持光束(雷射和顯微鏡)在同一平面，可簡化稍後光束的校直(aligment)工作。
利用名片卡將全部的光學元件調整到接近參考高度，但與雷射光路徑成90度垂直的顯微鏡光路徑較難調整。
1.光學顯微鏡系統
顯微鏡光源是修改過的20W鹵素桌燈，並使用兩片平凸透鏡將光聚在
樣本上。
樣本是垂直的固定在三軸式移動平台，用於側向移動樣本與聚
焦。
我們選擇100倍顯微物鏡，因為物境的透鏡與樣品均鉛垂放置，所
以須使用高黏滯性物鏡油。
微米粒子將在距物鏡背面約160mm的位置成像，直接將影像投射到網
路攝影機(Web camera)的CMOS探針上(須先將攝影機前端的透鏡移
除) ，最後再將數位影像訊號傳至電腦。
2.雷射光源系統
從二極體雷射出來的雷射光先後經過平面鏡與雙色面鏡(dichroic
mirror) ; 需使用兩面鏡子調整雷射光束，使光束與顯微鏡光軸(物鏡光
軸)重合。
雙色面鏡的主要特性是將雷射光反射至物鏡內，同時讓影像
光束通過。
在兩面鏡間放入一個凸透鏡，使光束聚焦於物鏡背面160mm
處，是為了得到強度分布較尖銳的雷射光束。
五、步驟
1.先利用雷射光束進行粗調，將兩面平面鏡與鹵素燈座調整至適當位置
(雷射光束經兩面平面鏡反射後仍在同一高度)。
2.放入物鏡，調整物鏡位置使雷射光束經過物鏡後光束輪廓對稱且中心位
置仍與未放物鏡前相同。
3.放入兩個平凸透鏡，將鹵素燈光聚於物鏡前。
4.固定樣本於移動平台上，將CCD放置在距物鏡背面約160mm處，確
認得到合理輪廓與對稱的粒子影像。
5.放入適當焦距的聚焦透鏡於適當位置(固定在單向移動式平台)，使得雷
射光束在距物鏡背面160mm處聚焦，且確認進入物鏡前的雷射光束大
小和物鏡背面孔鏡大小相同。
注意透鏡反射光需與入射光束重合。
6.接著可以準備捕捉微米粒子。
最基本的需求是雷射光束中心在光軸上且
光束與光軸平行，滿足上述的雷射光經物鏡後光束輪廓對稱且光束中心
位置不變。
一個訣竅是注意水平與垂直方向的調整是互相影響。
因此，
為了校直光束的水平位置與方向，可同時調整兩面鏡的水平旋轉鈕。
7.重複步驟6 改調整垂直方向旋轉鈕。
8.最後沿著雷射光軸調整聚焦透鏡位置(單向移動式平台)，使得光鑷子的
光束焦點與顯微鏡的焦點在同一位置。
通常，我們會將光束焦點落在蓋
玻片內，捕捉到的粒子將受到往蓋玻片內面方向的拉力。
這種捕捉方
式，往往造成粒子被釘在玻片上。
9.完成上述狀況後，再將聚焦透鏡往物鏡方向推進，光束焦點將深入水溶
液中。
註1.因為低於3μm粒子的密度約等於水，所以粒子將緩慢沉澱。
為了捕捉更大的粒子，我們需使用水-甘油混合溶液作為溶劑。
六、問題
1.請估算1μm粒子所受到的重力並與光鑷子能產生的最大恢復力的理論
值作比較
2.測量由二極體雷射發出的光束直徑與物鏡背面孔徑，推算出所需使用聚
焦透鏡的焦距
七、參考資料
1.John Bechhoefer, Scott Wilson, “Faster,cheaper,safer optical tweezers for
the undergraduate laboratory,” Am.J.phys.70,393-400(2002)
2.Stephen P. Smith, Sameer R. Bhalotra, Anne L. Brody, Benjamin L. Brown,
Edward K.Boyda, and Mara Prentiss, “Inexpensive optical tweezers for
undergraduate laboratories,” Am.J.phys.67,26-35(1999).
3. D. N. Moothoo,J.Arlt, R. S. Conroy,F. Akerboom, A. V oit, and K. Dholakia,
”Beth’s experiment using optical tweezers,” Am. J. Phys.69.271-276(2001)。