Логотип

В корзине нет товаров
Книги> Общая и прикладная физика. Методы и техника эксперимента

Электромагнитные процессы в среде, наноплазмоника и метаматериалы

  • Электромагнитные процессы в среде, наноплазмоника и метаматериалы Астапенко В.А.  2012
    • Автор Астапенко В.А.
    • Раздел: Общая и прикладная физика. Методы и техника эксперимента
    • Страниц: 584
    • Переплёт: Твёрдый
    • Год: 2012
    • ISBN: 978-5-91559-111-9
    • В продаже
    • Цена: 1562 руб.
    • В корзину

   Книга посвящена изложению теории электромагнитных процессов в среде, включая излучательные, столкновительные и столкновительно-излучательные явления в плазме, конденсированном веществе, на границах раздела сред и в метаматериалах. Приведены модели диэлектрической и магнитной восприимчивостей вещества, как в общем случае, так и в применении к средам с отрицательным преломлением. В рамках последовательного подхода произведен переход от микроскопических уравнений Максвелла к макроскопическим с использованием детального описания динамической поляризуемости атомов среды.
   Рассмотрены как хорошо известные явления, так и ряд важных электромагнитных процессов, не описывавшихся в традиционных курсах электродинамики сплошных сред, но приобретших актуальность в контексте современного развития физики. К ним относятся: поляризационное тормозное излучение в плазме, конденсированном веществе и наноструктурах, рассеяние ультракоротких импульсов в плазме, на атомах и наночастицах, ряд фотоиндуцированных процессов в твердом теле.
    Анализируются основные характеристики и методы возбуждения поверхностных плазмонов, как на плоских поверхностях, так и в наночастицах. Значительное внимание уделено средам с отрицательным преломлением и способам создания метаматериалов такого рода. В качестве примеров практического использования наноплазмоники представлены работы по наноантеннам, поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии, спазерам, фотодетекторам и солнечным батареям.
   Наряду с традиционными подходами рассматриваются малоизвестные модели и приближения, хорошо зарекомендовавшие себя в практическом использовании, такие как вращательное приближение крамерсовой электродинамики, метод локальной плазменной частоты в описании излучательных процессов и приближение Борна-Комптона в теории столкновительной ионизации атомов. В книге использованы современные экспериментальные данные.
   Учебное пособие адресовано студентам старших курсов, аспирантам, преподавателям физических и инженерно-физических факультетов, исследователям, разработчикам и научным работникам.


Оглавление

Глава 1.

Уравнения Максвелла и электромагнитное поле в среде

 

1.1. Усреднение микроскопических уравнений Максвелла в веществе

1.2. Диэлектрическая и магнитная проницаемость среды

1.3. Распространение электромагнитных волн в среде

1.4. Электромагнитное поле заряда в веществе

 

Глава 2.

Описание электромагнитного взаимодействия с помощью балансных уравнений

 

2.1. Двухуровневое приближение и балансные уравнения

2.2. Стационарное решение: порог генерации, коэффициент усиления

2.3. Динамика лазерной генерации: пичковый режим

 

Глава 3.

Общие сведения о плазме

 

3.1. Основные свойства, параметры и виды плазмы

3.2. Диэлектрическая проницаемость плазмы, затухание Ландау

3.3. Динамический форм-фактор плазменных частиц

3.4. Плазменное микрополе

 

Глава 4.

Столкновительные процессы в плазме

 

4.1. Роль и основные виды столкновительных процессов в плазме

4.2. Упругое рассеяние плазменных частиц

4.3. Ионизация атомов электронным ударом.

4.4. Возбуждение атомов электронным ударом

4.5. Элементарные процессы при столкновении электронов с молекулами.

 

Глава 5.

Излучательные процессы в плазме

 

5.1. Линейчатое излучение в плазме.

5.2. Излучение электронов при рассеянии на атомах/ионах в плазме

5.3. Тормозное излучение на дебаевской сфере вокруг иона в плазме

5.4. Тормозное излучение быстрых электронов в плазме

 

Глава 6.

Рассеяние излучения на атомах и в плазме

 

6.1. Рассеяние фотона на свободном электроне

6.2. Рассеяние излучения на атоме

6.3. Рассеяние излучения в плазме

6.4. Рассеяние ультракоротких импульсов на атоме и в плазме

 

Глава 7.

Фотопроцессы на границе раздела сред

 

7.1. Отражение и преломление электромагнитных волн в немагнитном приближении

7.2. Внешний фотоэффект

7.3. Поверхностный фотоэффект в бихроматическом поле

7.4. Переходное излучение

 

Глава 8.

Излучательные процессы в конденсированном веществе

 

8.1. Внутренний фотоэффект на примесных центрах в твердых телах.

8.2. Фотоионизация акцепторных центров в алмазе ультракороткими лазерными импульсами

8.3. Особенности излучения быстрых частиц в веществе

8.4. Экспериментальные исследования излучения нерелятивистских электронов на твердотельных мишенях

 

Глава 9.

Поляризационное тормозное излучение быстрых частиц в твердом теле

 

9.1. Поляризационное тормозное излучение – фундаментальный излучательный процесс

9.2. Поляризационное тормозное излучение в монокристалле

9.3. Поляризационное тормозное излучение в поликристалле

9.4. Поляризационное тормозное излучение в аморфной среде

9.5. Поляризационное тормозное излучение на графене

 

Глава 10.

Поверхностные плазмоны

 

10.1. Плазмоны и поляритоны в объеме вещества

10.2. Поверхностные плазмоны на плоской поверхности

10.3. Плазмонный резонанс в наночастицах

10.4. Поляризационное тормозное излучение на металлической сфере в диэлектрике

 

Глава 11.

Электромагнитные метаматериалы

 

11.1. Отрицательное преломление

11.2. Электромагнитные процессы в левой среде

11.3. Эффективная диэлектрическая и магнитная восприимчивость композитных материалов

11.4. Композитные материалы с отрицательным преломлением

11.5. Суперлинза Пендрю.

11.6. Бианизотропные среды

 

Глава 12.

Прикладная наноплазмоника

 

12.1. Фотодетекторы и солнечные батареи

12.2. Наноантенны

12.3. Поверхностно-усиленная рамановская спектроскопия

12.4. Спазеры

 

Приложение 1. Динамическая поляризуемость атома.

 

Приложение 2. Полуклассическая теория атома Бора. Атомная система единиц.

 

Приложение 3. Тормозное излучение быстрых заряженных частиц на атоме

 

Приложение 4. Перенормировка фотонных характеристик в среде

Приложение 5.

Квантово-механический вывод выражения для полной вероятности рассеяния ультракороткого импульса на атоме

 

Приложение 6. Вывод закона дисперсии поверхностных плазмонов

 

 

 


 


Комментарии: (авторизуйтесь, чтобы оставить свой)