Программа
.pdfЭлектродинамика конденсированных сред
для 4-го курса ФОПФ МФТИ, лектор Маймистов А.И. (мелким шрифтом отмечено то, что было рассказано, но бегло)
1. Макроскопические уравнения Максвелла.
Усредненные электрическое и магнитное поля. Границы применимости макроскопической электродинамика.
Определение вектора поляризации и намагниченности среды. Внутренние и сторонние токи. Ток проводимости и ток смещения. Введение вектора магнитного поля и магнитной индукции.
Теорема Пойнтинга. Энергия-импульс электромагнитного поля в среде. Силы, действующие на среду со стороны электромагнитного поля.
Волновое уравнение. Векторный и скалярный потенциалы. Потенциалы Герца. Граничные условия на поверхности раздела сред.
Литература: [1] , [2] гл. 4, [3] гл. 12, [4] гл. 1, [5]
2. Функции отклика
Вычисление поляризации диэлектрической среды в рамках модели Друде-Лоренца. Дисперсия восприимчивости.
Поляризация диэлектрика, определенная в рамках модели одноатомной цепочки атомов. Обобщение модели Друде-Лоренца. Пространственная дисперсия восприимчивости.
3.Энергия электромагнитного поля в диспергирующих средах. Потери в среде. Случай гармонической и квазигармонической волн в диэлектрике.
Литература: [2] гл. 9, [4] гл. 1.
4.Электродинамика металлов. Электромагнитное поле в проводящей среде. Проводимость в высокочастотном и низкочастотном пределах.
Плазмоны. Поверхностные плазмоны на границе раздела металл-диэлектрик.
Отражение электромагнитной воны от бесконечного слоя проводника. Скин-эффект. Литература: [2] гл. 7, [4] гл. 2,
5.Электромагнитные волны в диэлектриках.
Волны в изотропном диалектике. Дисперсия. Фазовая и групповая скорость.
Дисперсия групповых скоростей.
Отражение и преломление волн. Положительное и отрицательное преломление. Поверхностные волны.
Анизотропные диэлектрические среды. Случай одноосного кристалла. Обыкновенная и необыкновенная волны, двулучепреломление.
Литература: [1], [2] гл. 10-12, [3] гл. 10, [4] гл. 5.
6. Электромагнитное поле в неоднородной среде.
Диэлектрические волноводы. Дисперсионные соотношения. Эффективный показатель преломления. Частоты отсечки.
Литература: [1], [2], [4] гл. 7, [8].
7.Электромагнитные волны в нелинейных средах..
Определение нелинейных восприимчивостей.
Модель ангармонического осциллятора (обобщение модели Лоренца). Генерация гармоник.
Самовоздействие света: самофокусировка и автомодуляция. Оптические солитоны.
Литература: [7] cтр. 95-114; [10], [12].
8. Электромагнитные волны в нелинейных средах..
Модель двухуровневого атома. Процессы релаксации и форома линии поглощения. Когерентные переходные процессы (оптические нутации и свободный распад индукции,
фотонное эхо).
Когерентное распространение ультракоротких импульсов излучения. Литература: [9], [12].
Список литературы:
1 Борн М., Вольф Э. Основы оптики. --- М.: Наука, 1970.
2.Ландау Л.Д., Лифщиц Е.М., Электродинамика сплошных сред (Теоретическая физика т.8.)
М.:Наука, 1982
3.Гинзбург В.Л. , Теоретическая физика и астрофизика (дополнительные главы) - М.: Наука,
1975.
4.М.И. Рязанов, Введение в электродинамику конденсированного вещества, Москва, Физматлит. 2002.
5.Вайнштейн Л.А. , Электромагнитные волны - М.:Сов.радио, 1988 .
6.Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. --- М.: Мир. 1987.
7.Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. Москва, Наука, 1989 cтр. 95-114 .
8.Барноски М. , в кн. Введение в интегральную оптику /под ред.Барноски М., - М.: Мир, 1977,
с. 47-59
9.Аллен Л., Эберли Дж. Оптический резонанс и двухуровневые атомы - М.: Мир, 1978
10.Лэм Дж. Введение в теорию солитонов. - М.: Мир, 1983
11.Брандт Н.Б. , Кульбачинский В.А., Квазичастицы в физике конденсированного состояния ,-- М. Физматлит, 2007.
12.Maimistov A.I., Basharov A.M., Nonlinear Optical Waves, Kluwer Academic Publishers, Dortrecht, Boston, London 1999.