Астапенко В.А. Электромагнитные процессы в среде, наноплазмоника и метаматериалы

УНК: 820
Тип товара: Книга
Авторы: Астапенко В.А.
Издательство: ИД Интеллект
Год: 2012
Количество страниц: 584
Переплет: Тв. переплет
Формат: 60x90/16
ISBN: 978-5-91559-111-9
Цена: 1350.00 руб.
Купить
Описание
 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. Рассмотрены 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.
В книге 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.
Рассмотрены 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 в среде

1. Микроскопические уравнения Максвелла и их усреднение. Поляризация и намагниченность вещества
2. Диэлектрическая и магнитная проницаемости среды: общие соотношения и микро-описание
3. Динамическая поляризуемость атомов среды
4. Распространение электромагнитных волн в среде: закон дисперсии, поглощение, усиление, рассеяние, экстинкция, фазовая и групповая скорость

Глава 2.
Описание электромагнитного взаимодействия с помощью балансных уравнений

1. Двухуровневое приближение и балансные уравнения
2. Стационарное решение: порог генерации, коэффициент усиления
3. Динамика лазерной генерации: пичковый режим

Глава 3.
Электромагнитные процессы в плазме

1. Определение, основные свойства и параметры плазмы. Различные виды плазмы
2. Диэлектрическая проницаемость плазмы, затухание Ландау
3. Столкновительные процессы: упругое рассеяние, ионизация, возбуждение атомов и молекул электронным ударом
4. Уширение спектральных линий в плазме
5. Фотоионизация, фото-, диэлектронная и поляризационная рекомбинация
6. Рассеяние излучения в плазме: комптоновское и переходное рассеяние, рассеяние ультракоротких импульсов
7. Тормозное излучение в плазме, включая поляризационный канал
8. Приближение локальной плазменной частоты в описании излучательных процессов
9. Крамерсовская электродинамика и вращательное приближение

Глава 4.
Излучательные процессы в конденсированном веществе

1. Электрон-фононное взаимодействие в излучательных процессах
2. Внутренний фотоэффект на примесных центрах в твердых телах
3. Рассеяние излучения в аморфной и кристаллической среде
4. Тормозное излучение в конденсированном веществе, включая поляризационный канал.
5. Поляризационное тормозное излучение структурной частицы в кристалле
6. Особенности излучения быстрых частиц в веществе: черенковское излучение, эффект плотности в тормозном излучении (обычном и поляризационном)
7. Передача энергии между активными центрами в твердом теле, инициированная фотоном
8. Фотонаведенное двулучепреломление в кристаллах с осесимметричными центрами

Глава 5.
Фотопроцессы на границе раздела сред

1. Отражение и преломление электромагнитных волн в немагнитном приближении.
2. Переходное излучение
3. Элементы волоконной оптики

Глава 6.
Квазичастицы в объеме вещества

1. Объемные плазмоны и ионно-звуковые волны
2. Поляритоны в диэлектрике

Глава 7.
Поверхностные плазмоны

1. Поверхностные плазмоны на плоской поверхности: определение и основные черты, закон дисперсии, методы генерации, поверхностные плазмоны в нанооптике
2. Плазмоны на поверхности наночастиц: поглощение и рассеяние излучения на металлических наносферах, элементы теории Ми, практическое использования рассеяния на наночастицах
3. Приборы и устройства наноплазмоники

Глава 8.
Метаматериалы

1. Микроскопические модели среды с отрицательной диэлектрической и магнитной проницаемостью
2. Отрицательное преломление, линза Веселаго, левая среда
3. Электромагнитные процессы в левой среде: черенковское излучение, эффект Доплера, отражение и преломление
4. Композитные материалы с отрицательным преломлением.
5. Суперлинза Пендрю
6. Другие типы метаматериалов: бианизотропные среды, фотонные кристаллы
Работает на: Amiro CMS