Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634558)
Контекстум
.

Квантовая радиофизика (190,00 руб.)

0   0
Первый авторАфонин А. А.
Авторы Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова
ИздательствоЯрГУ
Страниц100
ID237473
Аннотация"Учебное пособие «Квантовая радиофизика» подготовлено в соответствии с учебной программой курса «Квантовая радиофизика». В нём освещаются такие аспекты, как принципы работы и характеристики квантовых генераторов (лазера на розовом рубине, квантовых генераторов радиочастотного диапазона, полупроводниковых лазеров), резонансные явления в атомных структурах. Также рассмотрены устройства управления лазерным излучением и эффекты, на которых они основаны, даются сведения о нелинейных эффектах, используемых в оптических и СВЧ системах. Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 010800 Радиофизика, 010801 Радиофизика и электроника (дисциплина ""Квантовая радиофизика"", блок ОПД, ДС), очной и заочной форм обучения. "
ISBN978-5-8397-0672-9
УДК621.38.01:53
ББК 386я73
Афонин, А. А. Квантовая радиофизика : учеб. пособие / Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова; А. А. Афонин .— Ярославль : ЯрГУ, 2009 .— 100 с. — ISBN 978-5-8397-0672-9 .— URL: https://rucont.ru/efd/237473 (дата обращения: 18.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

В нём освещаются такие аспекты, как принципы работы и характеристики квантовых генераторов (лазера на розовом рубине, квантовых генераторов радиочастотного диапазона, полупроводниковых лазеров), резонансные явления в атомных структурах. <...> Квантовая радиофизика – раздел физики, изучающий явления, сопровождаемые излучением и поглощением электромагнитных волн радиочастотного диапазона квантовыми системами: атомами, ядрами, молекулами и более сложными конденсированными системами. <...> Это и ядерный магнитный резонанс (ЯМР), и квантовый генератор, и космические излучения, обусловленные атомами и молекулами, находящимися в космическом пространстве (OH, H2O, CH3OH и т. д.), и излучение от компактных объектов космоса в радиочастотном диапазоне. <...> Вероятность квантового перехода из состояния с энергией m в состояние с энергией n Перейдем теперь к рассмотрению более важного для нас случая – квантового перехода из состояния с энергией ξm в состояние с энергией ξn (рис. <...> Таким образом, получаем систему дифференциальных уравнений первого порядка: i a = ∑Ukn ( )t e kn an i t n Тогда вероятность квантового перехода из одного состояния в другое: 2 P = an ( mn ) . <...> Пусть есть большой резонатор в виде параллелепипеда со сторонами A, B и C. <...> Электродипольное взаимодействие Пусть на квантовую систему воздействует классическое поле: ( E = E0 cos  Так как kd = 2 d << 1, то E  = E0 cos ( )t  Если вещество не заряжено: U – потенциальная энергия взаимодействия, U = −   где – дипольный момент. d  d где n Введём оператор взаимодействия: dˆ  Тогда U = −⎛ ˆ ⎜ ⎝ dE0 Вероятность квантового перехода En → Em. <...> Вероятность перехода А вероятность индуцированного испускания, то есть вероятность квантового перехода с испусканием кванта излучения под внешним воздействием, получаем из первого слагаемого: Pnm e = пускания (рис. <...> Вероятности адсорбции и вынужденного испускания А вероятность перехода в максимуме: dnm Pnm (это выражение верно, если P nm << 1 ). max 1.5. <...> Спонтанное излучение <...>
Квантовая_радиофизика_Учебное_пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова А. А. Афонин Квантовая радиофизика Учебное пособие Рекомендовано Научно-методическим советом университета для студентов, обучающихся по специальностям Радиофизика, Радиофизика и электроника Ярославль 2009
Стр.1
УДК 621.38.01:53 ББК 386я73 А 94 Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного издания. План 2009 года Рецензенты: А. В. Проказников, д-р физ.-мат. наук, вед. науч. сотрудник Ярославского филиала Физико-технологического института РАН; НПФ "Яр" Афонин, А. А. Квантовая радиофизика: А 94 ISBN 978-5-8397-0672-9 Учебное пособие «Квантовая радиофизика» подготовлено в соответствии с учебной программой курса «Квантовая радиофизика». В нём освещаются такие аспекты, как принципы работы и характеристики квантовых генераторов (лазера на розовом рубине, квантовых генераторов радиочастотного диапазона, полупроводниковых лазеров), резонансные явления в атомных структурах. Также рассмотрены устройства управления лазерным излучением и эффекты, на которых они основаны, даются сведения о нелинейных эффектах, используемых в оптических и СВЧ системах. Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 010800 Радиофизика, 010801 Радиофизика и электроника (дисциплина "Квантовая радиофизика", блок ОПД, ДС), очной и заочной форм обучения. УДК 621.38.01:53 ББК 386я73 ISBN 978-5-8397-0672-9 © Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова, 2009 2 учеб. пособие / А. А. Афонин ; Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова. – Ярославль : ЯрГУ, 2009. – 100 с.
Стр.2
Введение Электродинамика рассматривает вещество с точки зрения усреднённых параметров, таких как ε, μ, σ и др. Они слабо связаны с квантовой природой вещества, и с их помощью невозможно объяснить многие явления. Квантовая радиофизика – раздел физики, изучающий явления, сопровождаемые излучением и поглощением электромагнитных волн радиочастотного диапазона квантовыми системами: атомами, ядрами, молекулами и более сложными конденсированными системами. Это и ядерный магнитный резонанс (ЯМР), и квантовый генератор, и космические излучения, обусловленные атомами и молекулами, находящимися в космическом пространстве (OH, H2O, CH3OH и т. д.), и излучение от компактных объектов космоса в радиочастотном диапазоне. 1. Теоретические основы квантовой радиофизики 1.1. Задача о частице в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме Изучение квантовой радиофизики начнём с одной из самых простых задач квантовой физики – частица в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме (рис. 1.1). Рис. 1.1. Одномерная бесконечно глубокая потенциальная яма Запишем уравнение Шрёдингера: iH . t ∂Ψ = Ψ ∂ Классическая функция Гамильтона выглядит следующим образом: 3 (1.1.1)  
Стр.3
H p + 2 = Тогда в квантовом виде H p  =  2 2m U x ⎧ = ⎪ ⎩ + ˆ (). В X-представлении импульс и координата выражаются так: ∂ ⎨ ⎪ = pi x x x ∂ . сать волновую функцию для стационарного состояния: () ( ) x t = , −  2 x e −i Et  . Подставим (1.1.3 – 1.1.5) в уравнение Шрёдингера и разделим переменные: () 2m 0′′ +U x Учитываем также и граничные условия: – убывание на бесконечности, – полная вероятность равна единице. 0′′ + причём внутри ямы U () :0=x 0′′ + 2 k k A 0 0, = 2 = m2  2 E , Получаем условие квантования: sin ( ) 0=ka Тогда разрешённые значения k: kn = n a 0 = cos (kx)+ Bsin( )kx . . . Отсюда можно получить уровни энергии такой системы: 4 (1.1.8) 2 () 00  m U x 2 ()− E = , (1.1.7) 0 = E 0 x . () (1.1.3) 2m U x (). (1.1.2) (1.1.4) Так как на частицу нет воздействия, изменяющегося во времени, то можно запи(1.1.5) (1.1.6)    ψ ψ ψ ψ ψ ψ ψ ψ ψ π ψ
Стр.4
E mn =  2 стоянии: n r t = () (  , H 0n = En  0n r t e , ) −i E t  n . 0 . (1.1.10) Именно такая функция удовлетворяет стационарному уравнению Шрёдингера: n состояний: = ∑ n E an n . Тогда среднее значение энергии можно определить таким образом: = ∑ a n А вероятность нахождения частицы с энергией En 2 P = an n . 1.2. Вероятность квантового перехода из состояния с энергией m в состояние с энергией n Перейдем теперь к рассмотрению более важного для нас случая – квантового перехода из состояния с энергией ξm в состояние с энергией ξn (рис. 1.2). n E . 2 n (1.1.12) (1.1.11) В общем же случае состояние системы описывается суперпозицией возможных 2 ⎛ n ⎜ ⎝ a ⎞ ⎟ ⎠ 2 , n =1,2,3 ... (1.1.9) Таким образом, получается неэквидистантный спектр энергий. Теперь можно записать волновую функцию для любой задачи в стационарном со(1.1.13) (1.1.14) Рис. 1.2. Диаграмма уровней 5 π ψ ψ ψ ψ ψ ψ ξ ξ
Стр.5

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.
.