t.me/knigoprovod Отправить другу/подруге по почте ссылку на эту страницуВариант этой страницы для печатиНапишите нам!Карта сайта!Помощь. Как совершить покупку…
московское время03.07.20 01:27:59
На обложку
Похищение: Роман, повесть, рассказыавторы — Генкин В. И., Кацура А. В.
Квазиклассическое приближение в квантовой механикеавторы — Толмачёв В. В.
Введение в теорию устойчивостиавторы — Барбашин Е. А.
б у к и н и с т и ч е с к и й   с а й т
Новинки«Лучшие»Доставка и ОплатаМой КнигоПроводО сайте
Книжная Труба   поиск по словам из названия
В ЛЕТНЕЕ ВРЕМЯ ВОЗМОЖНЫ И НЕМИНУЕМЫ ЗАДЕРЖКИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЗАКАЗОВ
Авторский каталог
Каталог издательств
Каталог серий
Моя Корзина
Только цены
Рыбалка
Наука и Техника
Математика
Физика
Радиоэлектроника. Электротехника
Инженерное дело
Химия
Геология
Экология
Биология
Зоология
Ботаника
Медицина
Промышленность
Металлургия
Горное дело
Сельское хозяйство
Транспорт
Архитектура. Строительство
Военная мысль
История
Персоны
Археология
Археография
Восток
Политика
Геополитика
Экономика
Реклама. Маркетинг
Философия
Религия
Социология
Психология. Педагогика
Законодательство. Право
Филология. Словари
Этнология
ИТ-книги
O'REILLY
Дизайнеру
Дом, семья, быт
Детям!
Здоровье
Искусство. Культурология
Синематограф
Альбомы
Литературоведение
Театр
Музыка
КнигоВедение
Литературные памятники
Современные тексты
Худ. литература
NoN Fiction
Природа
Путешествия
Эзотерика
Пурга
Спорт

/Наука и Техника/Физика

Квантовая радиофизика. В 2-х томах. Т. 1. Фотоны и нелинейные среды. — 2-е изд., перераб. и доп. — Файн В. М.
Квантовая радиофизика. В 2-х томах. Т. 1. Фотоны и нелинейные среды. — 2-е изд., перераб. и доп.
Файн В. М.
год издания — 1972, кол-во страниц — 472, тираж — 5700, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 440 гр., издательство — Советское радио
цена: 1000.00 рубПоложить эту книгу в корзину
Сохранность книги — хорошая

Формат 84x108 1/32. Бумага типографская №2
ключевые слова — квантов, радиофизик, крф, излучен, индуцированн, спонтанн, нелинейн, оптик, радиоспектроскоп, мазер, оптическ, лазер, когерентн, инжекцион, шрёдингер, резонатор, волновод, глаубер, гамильтониан, фотон, фонон, экситон, магнон, квазикласс, квазичастиц, врмб

Монография является существенно переработанным и дополненным изданием первой части книги В. М. Файна и Я. И. Ханина «Квантовая радиофизика», выпущенной издательством «Советское радио» в 1965 г. Излагается ряд вопросов квантовой теории взаимодействия излучения с веществом, квантовых свойств электромагнитного поля. Подробно исследуются понятия индуцированного и спонтанного излучения. Значительная часть книги посвящена изложению общей теории нелинейных сред, подробно рассмотрены нелинейные свойства твёрдых тел и других сред, используемых в квантовой радиофизике. Излагается также ряд приложений теории нелинейных сред в нелинейной оптике.

Монография рассчитана на научных работников и инженеров, работающих в области квантовой радиофизики, а также на студентов старших курсов и аспирантов физических специальностей. Кроме того, она представит интерес для физиков и инженеров, работающих в смежных областях.

21 рис., 2 табл., библ. 304 назв.


Квантовая радиофизика как самостоятельное научное направление сложилась в середине 50-х годов, когда были построены первые квантовые генераторы и усилители. Непосредственной предшественницей квантовой радиофизики была радиоспектроскопия. Радиоспектроскопией был накоплен огромный экспериментальный материал, касающийся резонансных свойств веществ на радиочастотах. Радиоспектроскопические исследования позволили установить структуру уровней, частоты и интенсивности переходов, релаксационные характеристики различных веществ.

Важное для квантовой радиофизики понятие индуцированного излучения было впервые сформулировано Эйнштейном ещё в 1916 г. На важность этого явления в радиоспектроскопии указал Гинзбург.

Впервые идея усиления электромагнитных волн неравновесными квантовыми системами была высказана Фабрикантом, Вудынским и Бутаевой. Авторское свидетельство, полученное этим коллективом в 1951 г., содержит описание принципа молекулярного усиления. Несколько позже, в 1953 г., предложение о квантовом усилителе было сделано Вебером. Басовым и Прохоровым в 1954 г. рассмотрен конкретный проект молекулярного генератора и усилителя на пучке активных молекул и разработана их теория. Независимо к этой же идее пришли Гордон, Цайгер и Таунс, которые в том же 1954 г. опубликовали сообщение о создании действующего генератора на пучке молекул аммиака. Гордон, Цайгер и Таунс ввели получивший широкое распространение термин «мазер».

Успех в создании пучкового молекулярного генератора стимулировал поиски новых возможностей и результаты не заставили себя долго ждать. В уже цитированных работах Басовым и Прохоровым был предложен принцип трёхуровневого генератора на газовом пучке. Бломберген в 1956 г. рассмотрел возможность построения квантового усилителя на твёрдом парамагнитном рабочем веществе. Произведённые им оценки подтвердили реальность идеи, и в 1957 г. такой прибор был построен Сковилом, Фехером и Зайделем. Вслед за этим появились сообщения о создании целого ряда подобных приборов на основе различных парамагнитных кристаллов.

По сравнению с обычными усилителями и генераторами приборы, основанные на квантовых принципах, обладают рядом исключительных свойств. Молекулярный пучковой генератор не отличается большой мощностью, но его стабильность намного превышает стабильность лучших кварцевых генераторов. Это обусловило применение молекулярного генератора в качестве стандарта частоты. Для парамагнитного усилителя характерен очень низкий уровень собственных шумов при удовлетворительном усилении и полосе усилителя.

Следующий этап развития квантовой радиофизики связан с перенесением её методов в оптический диапазон. Шавлов и Таунс в 1958 г. рассмотрели вопрос теоретически и пришли к выводу, что создание оптического квантового генератора является реальным делом. В качестве рабочих веществ ими предлагались газы и пары металлов. Более подробно вопрос о возможных рабочих веществах и способах создания в них необходимых неравновесных состояний обсуждался в обзорной статье Басова, Крохина и Попова. Этими авторами помимо газов рассматривались парамагнитные кристаллы и полупроводники.

В 1960 г. Мейманом был построен первый импульсный оптический квантовый генератор на рубине, названный им «лазером». Наука и техника впервые получили в своё распоряжение когерентный источник световых волн. Перспективность такого рода устройств столь очевидна, что в очень короткий срок в исследования, связанные с лазером, включились многие коллективы. Быстро вырос список кристаллов, пригодных для работы в лазерах. Затем для той же цели были применены некоторые люминесцирующие стёкла и жидкости. В 1961 г. Джаван, Беннет и Эрриот построили первый лазер непрерывного действия, работающий на смеси инертных газов неона и гелия. Первые полупроводниковые (инжекционные) лазеры были созданы в 1962 г.

Важный этап в истории квантовой радиофизики связан с возникновением новой, в значительной мере самостоятельной её области — нелинейной оптики. Создание и развитие нелинейной оптики связано с основополагающими теоретическими работами Бломбергена с сотрудниками и Хохлова с сотрудниками и с первыми экспериментальными работами по генерации второй гармоники света в 1961 г. Таким образом, квантовая радиофизика в настоящее время представляет собой весьма обширную область физики.

Совершенно очевидно, что задача создания единой монографии, охватывающей все разделы квантовой радиофизики, является весьма трудной. К тому же, в отличие от 1964 г., когда подготавливалось к выходу первое издание книги, сейчас различным разделам квантовой радиофизики посвящён целый ряд монографий и опубликован ряд сборников статей. Поэтому при переработке книги (а фактически она написана заново) мы ограничились рассмотрением следующего круга вопросов.

Первый том, напитанный В. М. Файном, посвящён теоретическому изложению вопросов взаимодействия вещества с излучением, специфичных для квантовой радиофизики.

В главе I излагаются основы квантовой теории вещества и поля, необходимые для использования в последующих главах. Здесь, в частности, сделана первая, насколько нам известно, попытка изложить основы квантовой механики, исходя с самого начала из описания квантового состояния с помощью матрицы плотности. Описание с помощью волновой функции при этом получается в качестве частного случая.

Глава II посвящена описанию различных физических систем, используемых в квантовой радиофизике, и основам теории релаксационных (кинетических) процессов, происходящих в этих системах.

Глава III посвящена различным аспектам процессов спонтанного и индуцированного излучений. В частности, анализируется возможность феноменологического описания этих процессов, связь с классикой, роль квантовых эффектов, влияние нулевых флюктуации поля и другие вопросы теории излучения.

Глава IV посвящена многоквантовым процессам. Эта глава, по существу, является физической основой нелинейной оптики. Наряду с этим в ней рассмотрены многоквантовые процессы в области, смежной между квантовой радиофизикой и физикой твёрдого тела, и показано, что существует глубокая связь между процессами нелинейной оптики и рядом процессов в твёрдом теле.

Глава V посвящена взаимодействию излучения со специфичными для квантовой радиофизики двухуровневыми и трёхуровневыми системами.

Глава VI посвящена нелинейным свойствам твёрдых тел, определяющим нелинейные эффекты в оптике и радиодиапазоне.

В целом предполагается, что читатель первого тома книги знаком с квантовой теорией в объёме университетского курса теоретической физики Ландау и Лифшица.

Второй том монографии, автором которого является Я. И. Ханин, будет посвящён колебательной теории квантовых генераторов. В этом томе предполагается привести обоснование уравнений, используемых для анализа процессов в генераторах различных типов (твердотельных, газовых и полупроводниковых). Основное внимание при этом будет уделено рассмотрению идеализированных моделей, адекватных той или иной реальной ситуации. Будет приведён минимально необходимый обзор экспериментальных результатов.

Совершенно ясно, что очерченный круг вопросов занимает центральное место в квантовой радиофизике и к тому же не освещён в достаточной мере в уже вышедших книгах.

В заключение автор первого тома выражает глубокую признательность академику А. В. Гапонову, взявшему на себя труд внимательно прочесть рукопись и сделавшему ряд ценных критических замечаний, несомненно, приведших к улучшению этого издания (хотя, может быть и не в той мере, как это было бы желательно). Автор первого тома весьма признателен члену-корреспонденту АН СССР Р. В. Хохлову за просмотр рукописи и сделанные замечания, а также П. М. Меднису за помощь при написании разделов книги, связанных с теорией релаксационных процессов, им написан § 20 по нелинейным свойствам полупроводников.

ПРЕДИСЛОВИЕ
В. М. Файн,
Я. И. Ханин

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие5
 
Г л а в а  I.  КВАНТОВО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ
 
§ 1. Основные уравнения квантовой теории9
 
1.1. Основные постулаты9
1.2. Различные представления физических величин11
1.3. Состояние и статистические ансамбли12
1.4. Соотношения неопределённостей14
1.5. Примеры некоторых представлений матрицы плотности15
1.6. Энтропия квантовых ансамблей19
1.7. Чистые и смешанные состояния22
1.8. Уравнение Шрёдингера28
1.9. Различные описания изменения во времени квантового состояния29
1.10. Стационарные состояния33
1.11. Квантовая теория измерений33
 
§ 2. Эволюция во временн незамкнутых квантовых систем37
 
2.1. Учёт внешних сил37
2.2. Нестационарная теория возмущений39
2.3. Вероятность перехода в единицу времени (постоянное возмущение)41
2.4. Вероятность перехода в единицу времени (гармоническое
возмущение)43
2.5. Эволюция во времени подсистемы замкнутой системы45
 
§ 3. Квантовая теория полей в резонаторах, волноводах и в свободном
пространстве48
 
3.1. Каноническая форма уравнений поля48
3.2. Квантование свободного поля излучения51
3.3. Поле излучения в свободном пространстве54
3.4. Поле излучения в волноводах55
 
§ 4. Квантовое описание радиационного осциллятора57
 
4.1. Свойства радиационного осциллятора57
4.2. Фазовое представление58
4.3. Глауберовские состояния64
4.4. Соотношения неопределённостей для радиационного осциллятора67
4.5. Предельный переход к классическому описанию радиационного
осциллятора70
 
§ 5. Квантовая теория электромагнитного поля в среде72
 
5.1. Классическая функция Гамильтона электромагнитного поля,
взаимодействующего с заряженными частицами72
5.2. Гамильтониан системы поле + частицы75
5 3. Энергия взаимодействия в дипольном приближении76
5.4. Матричные элементы энергии взаимодействия80
5.5. Уравнения поля в среде и материальные уравнения81
5.6. Уравнения поля в прозрачной анизотропной диспергирующей среде83
5.7. Понятие плотности числа фотонов88
 
Г л а в а  II.  ПРОЦЕССЫ РЕЛАКСАЦИИ
 
§ 6. Различные физические системы и взаимодействие между ними93
 
6.1. Различные среды. Диэлектрики, полупроводники и металлы93
6.2. Адиабатическое приближение95
6.3. Фононы97
6.4. Электроны и дырки102
6.5. Экситоны104
6.6. Магноны106
6.7. Взаимодействие между квазичастицами109
6.8. Двухуровневые системы111
 
§ 7. Эволюция во времени динамических систем с учётом процессов
релаксации118
 
7.1. Спонтанное излучение атома в свободном пространстве, как пример
релаксационного процесса118
7.2. Уравнения, описывающие релаксацию динамических подсистем123
7.3. Кинетические уравнения126
7.4. Кинетические уравнения для случая невырожденных и достаточно
удалённых друг от друга уровней128
7.5. Кинетические уравнения в случае, когда внешние силы не малы132
 
§ 8. Уравнения, описывающие релаксацию средних величин133
 
8.1. Уравнения для фурье-компонентов средних величин133
8.2. Приближение кинетического уравнения136
8.3. Релаксация поля в реальных резонаторах138
8.4. Релаксация спиновых систем141
 
Г л а в а  III.  СПОНТАННОЕ И ИНДУЦИРОВАННОЕ
ИЗЛУЧЕНИЯ
 
§ 9. Обобщенные линейные восприимчивости145
 
9.1. Понятие о спонтанном и индуцированном излучениях. Связь с
линейной восприимчивостью145
9.2. Общая линейная связь между поляризацией и полем151
9.3. Фурье-представление линейной связи между поляризацией и полем152
9.4. Квантово-статистическая теория линейных восприимчивостей154
9.5. Общие свойства восприимчивостей, не зависящие от модели среды159
9.6. Флюктуационно-диссипационная теорема162
9.7. Пространственная дисперсия167
9.8. Макроскопическое и локальное поля170
9.9. Линейные восприимчивости различных физических сред171
 
§ 10. Квантовая теория спонтанного и индуцированного излучения174
 
10.1. Квантовое обобщение выражения для диссипации энергии174
10.2. Интенсивность излучения184
10.3. Связь между интенсивностью излучения, вероятностью перехода в
единицу времени, восприимчивостью и коэффициентом поглощения
(усиления)188
10.4. Релаксация из-за взаимодействия с полем излучения191
10.5. Величины ω* и τc в случае, когда поле излучения
играет роль диссипативной системы195
10.6. Когерентность излучения197
10.7. Вопрос о связи средних величин с наблюдаемыми205
 
§ 11. Излучение классических систем207
 
11.1. Специфика классических систем207
11.2. Гармонический осциллятор208
11.3. Восприимчивость в квазиклассическом приближении214
11.4. Приращение энергии поля действующего на нелинейный осциллятор222
11.5. Учёт пространственной дисперсии223
 
§ 12. Излучение системы двухуровневых молекул224
 
12.1. Изменение энергии поля224
12.2. Принцип соответствия230
12.3. Когерентность в системе молекул и спонтанное излучение235
12.4. Эволюция во времени и естественная ширина линии излучения
системы молекул, размеры которой много меньше длины излучаемой
волны240
12.5. Спонтанное излучение системы, размеры которой много больше
длины волны248
12.6. Спонтанное и индуцированное излучение в реальном резонаторе249
 
Г л а в а  IV.  МНОГОКВАНТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
 
§ 13. Нелинейные восприимчивости256
 
13.1. Элементарные многофотонные процессы и связь с нелинейными
восприидаивостями256
13.2. Нелинейная связь между поляризацией и полем262
13.3. Общие свойства нелинейных восприимчивостей, не зависящие от
модели среды270
13.4. Следствия кристаллической симметрии272
13.5. Оценки членов разложения поляризации в ряд по степеням поля274
 
§ 14. Диссипация энергии и флюктуации в двухфотонных процессах279
 
14.1. Поглощение в системе, на которую действуют внешние силы279
14.2. Пример. Ангармонический осциллятор282
14.3. Флюктуационно-диссипационная теорема для системы в присутствии
внешних сил284
14.4. Интенсивность двухфотонных процессов287
 
§ 15. Когерентные многофотонные процессы291
 
15.1. Вероятность трёхфотонных процессов. Эффективный гамильтониан291
15.2. Изменение энергии в трёхфотонных процессах295
15.3. Стационарное распространение параметрически связанных
электромагнитных волн и связь с трёхфотонными процессами298
15.4. Четырёхфотонные процессы312
 
§ 16. Многоквантовые процессы с участием различных квазичастиц313
 
16.1. Элементарные процессы с участием нескольких квазичастиц313
16.2. Многофононные процессы. Уравнение Больцмана316
16.3. Взаимодействие фотонов и фононов. Связь формы линии поглощения
с многофононными процессами321
16.4. Общее рассмотрение поглощения фотонов с участием двух
квазичастиц326
16.5. Рамановские процессы второго порядка332
16.6. Параметрическая неустойчивость фононов333
16.7. Насыщение и параметрическая генерация в экситон-фононных
переходах337
16.8. Сравнение различных многоквантовых процессов343
 
Г л а в а  V.  НЕЛИНЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМ С
ДИСКРЕТНЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УРОВНЯМИ
(ДВУХУРОВНЕВЫЕ И ТРЁХУРОВНЕВЫЕ СИСТЕМЫ)
 
§ 17. Двухуровневые системы в сильном поле346
 
17.1. Уравнения, описывающие поведение системы двухуровневых
молекул во внешнем поле346
17.2. Нестационарное поведение системы двухуровневых молекул350
17.3. Стационарное поведение системы молекул и поля в резонаторе356
17.4. Эффект насыщения365
17.5. Насыщение в неоднородноуширенной линии369
17.6. Нелинейные восприимчивости системы двухуровневых молекул374
 
§ 18. Трёхуровневые системы в сильном поле377
 
18.1. Матрица плотности трёхуровневой системы, находящейся во
внешнем поле377
18.2. Восприимчивость трёхуровневой системы382
18.3. Поглощение и насыщение в трёхуровневой системе383
 
Г л а в а  VI.  НЕЛИНЕЙНЫЕ СВОЙСТВА
ТВЁРДЫХ ТЕЛ
 
§ 19. Нелинейные свойства диэлектриков392
 
19.1. Вклад электронных движений392
19.2. Уравнения, описывающие колебания кристаллической решётки
во внешнем поле395
19.3. Вклад оптических фононов. Квадратичная нелинейность396
19.4. Вклад оптических фононов. Кубичная нелинейность и
индуцированное рамановское рассеяние399
19.5. Оценки величины вклада оптических фононов402
19.6. Вклад акустических фононов. Эффект Мандельштама-Бриллюэна404
19.7. Макроскопическое и локальное поля410
 
§ 20. Нелинейные свойства полупроводников414
 
20.1. Эффективный гамильтониан. Плотность тока414
20.2. Внутризонные, межзонные и комбинированные вклады в плотность
тока421
20.3. Нелинейные электропроводности, определяющие процессы
преобразования (смешения) трёх частот поля в полупроводниках с
частично заполненными зонами425
20.4. О фототоке в полупроводниках без центра инверсии432
20.5. Нелинейные восприимчивости полупроводников с полностью
заполненными зонами433
 
§ 21. Нелинейные свойства металлов440
 
21.1. Вклад электронов проводимости440
21.2. Нелинейные свойства сверхпроводников446
 
§ 22. Нелинейные свойства магнитных систем450
 
22.1. Нелинейные восприимчивости ферромагнетиков в СВЧ-диапазоне450
22.2. Параметрическая неустойчивость спиновых волн451
22.3. Нелинейные свойства магнитных систем в инфракрасном и
оптическом диапазоне452
 
Приложения454
Литература456
Предметный указатель465

Книги на ту же тему

  1. Нелинейные волны 2012, Литвак А. Г., Некоркин В. И., ред., 2013
  2. Физические основы квантовой электроники (оптический диапазон), Тарасов Л. В., 1976
  3. Основы теории квантовых усилителей и генераторов, Вейлстеке А., 1963
  4. Мазеры, Сигмен А., 1966
  5. Квантовая оптика и квантовая радиофизика, Кролль Н., Глаубер Р., Лэмб У., Вантер Ж., 1966
  6. О квантовой электронике: Статьи и выступления, Басов Н. Г., 1987
  7. Квантовые усилители и генераторы, Троуп Г., 1961
  8. Кооперативные явления в оптике: Сверхизлучение. Бистабилыюсть. Фазовые переходы, Андреев А. В., Емельянов В. И., Ильинский Ю. А., 1988
  9. Когерентные состояния в квантовой теории: Сборник статей, 1972
  10. Квантовая статистика линейных и нелинейных оптических явлений, Перина Я., 1987
  11. Спектроскопические свойства активированных лазерных кристаллов, Гёрлих П., Каррас Х., Кётитц Г., Леман Р., 1966
  12. Вычислительные методы в квантовой физике: Учебное пособие, Кашурников В. А., Красавин А. В., 2005
  13. Квантовая механика. — Изд. 2-е перераб., Давыдов А. С., 1973
  14. Квантовая механика, Бете Г., 1965
  15. Газовые лазеры, Мак-Даниель И. У., Нигэн У. Л., ред., 1986
  16. Полупроводниковые инжекционные лазеры. Динамика, модуляция, спектры, Тсанг У., ред., 1990
  17. Лазерные приёмники, Росс М., 1969
  18. Химические лазеры, Гросс Р., Ботт Д., ред., 1980
  19. Перестраиваемые лазеры на красителях и их применение, Копылов С. М., Лысой Б. Г., Серегин С. Л., Чередниченко О. Б., 1991
  20. Физика лазерного термоядерного синтеза, Басов Н. Г., Лебо И. Г., Розанов В. Б., 1988
  21. Рентгеновские лазеры, Элтон Р., 1994
  22. Проблемы нелинейной оптики (Электромагнитные волны в нелинейных диспергирующих средах) 1961—1963, Ахманов С. А., Хохлов Р. В., 1964
  23. Принципы нелинейной оптики, Шен И. Р., 1989
  24. Введение в нелинейную физику: От маятника до турбулентности и хаоса, Заславский Г. М., Сагдеев Р. 3., 1988
  25. Известия высших учебных заведений. Радиофизика: Нелинейные волны, 1976
  26. Нелинейная оптика молекулярных кристаллов, Коренева Л. Г., Золин В. Ф., Давыдов Б. Л., 1985
  27. Вопросы квантовой теории многих тел, 1959
  28. Квантовая теория явлений электронного переноса в кристаллических полупроводниках, Зырянов П. С., Клингер М. И., 1976

Напишите нам!© 1913—2013
КнигоПровод.Ru
Рейтинг@Mail.ru btd.kinetix.ru работаем на движке KINETIX :)
elapsed time 0.031 secработаем на движке KINETIX :)