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laminula
distância de trabalho
Figura 23. Abertura numérica e distância de trabalho.
2.1.9 Falsa Armadilha e a Abertura Numérica
Uma pinça óptica deve ser capaz de capturar um objeto tridimensionalmente,
com forças nas 3 direções x, y e z. Para isso é necessário garantir que os raios de luz
tenham componentes nessas 3 direções. Entretanto, também é possível se criar uma
falsa armadilha, capaz de capturar uma partícula em apenas duas dimensões, e não em
três. Ela opera sempre que um agente externo fornece a força necessária para que a
partícula não mova na direção vertical, como por exemplo, uma partícula no fundo da
lâmina, ou que flutua no líquido. Para criar uma “pinça óptica” verdadeira é necessário
usar feixes de grande abertura numérica, enquanto mesmo apenas um feixe de luz
paralelo é capaz de criar a falsa armadilha. Podemos entender isso acompanhando a
trajetória de um raio vertical que incide lateralmente na esfera à uma certa distância de
seu centro como mostrado na Figura 24. Esse raio se inclina na direção da esfera e
aparecem duas forças, uma perpendicular ao raio tendendo a colocar o centro da esfera
ao longo do raio e outra ao longo do raio, na direção z, acelerando a partícula
verticalmente. A partícula poderia ficar em qualquer posição de equilíbrio ao longo do
raio que passa pelo seu centro caso não houvesse a reflexão. Com a reflexão não há
como estabilizar a partícula em alguma posição. Os primeiros trabalhos de Ashkin
sobre levitação de partículas utilizavam uma configuração de 6 feixes contrapropagantes,
para cancelar as forças de reflexão, nas três direções para capturar as
partículas.
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