Программа

Электродинамика 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.