Преподаватель: д.ф.-м.н., проф. Тихонова Ольга Владимировна
Семестр: 8 семестр (4 курс) бакалавриата
Нагрузка: 36 аудиторных часа
Программа курса
1. Общие принципы описания системы "вещество + электромагнитное поле". Понятие сильного поля. Краткий обзор основных эффектов, характеризующих динамику атомных систем в сильном поле.
2. Отказ от случая слабого поля и выход за рамки теории возмущений. Понятие о квазиэнергиях и квазиэнергетических волновых функциях.
3. Приближение двухуровневой системы. Осцилляции Раби. Резонансный и нерезонансный случаи: p- и 2p-импульсы. Интерпретация в терминах квазиэнергий.
4. Динамические и статические резонансы. Адиабатическое инвертирование.
5. Эффект стабилизации атомов и его физические механизмы.
6. Модель атома "два уровня + континуум". Процедура адиабатического исключения континуума, физический смысл конечных уравнений.
7. Квазиэнергии и квазиэнергитические волновые функции в модели атома "два уровня + континуум", эффект стабилизации указанной модельной системы.
8. Интерференционная стабилизация Ридберговских атомов, обобщение на случай бесконечного числа Ридберговских уровней. Результаты численных расчетов и экспериментальные данные.
9. Адиабатическая стабилизация и атом Крамерса-Хеннебергера. Потенциал Крамерса-Хеннебергера (КХ), волновые функции и энергии стационарных состояний в нем. Гармоники КХ потенциала, физические причины КХ стабилизации. Проблемы КХ стабилизации в случае большой характерной ширине КХ потенциала.
10. Гармонический осциллятор в поле электромагнитной волны. Случай резонансного и нерезонансного воздействия. Переход к классическому описанию.
11. Свободный электрон в поле электромагнитной волны. Классическое описание. Влияние огибающей. Дрейф и смещение электрона. "Странные" поля.
12. Свободный электрон в поле электромагнитной волны. Квантовое описание. Волковские состояния (нерелятивистский случай). Различные представления.
13. Многофотонный вынужденный тормозной эффект. Теория Бункина - Федорова.
14. Теория фотоионизации Келдыша. Туннельный и многоквантовый пределы. Дальнейшая модификация подхода Келдыша. Теории KFR и SFA.
15. Надпороговая ионизация атомов. Особенности спектров фотоэлектронов в сильных полях, их перестройка в зависимости от амплитуды поля. Генерация гармоник.
16. Ионизация многоэлектронных атомов в поле лазерного излучения и образование многозарядных ионов. Прямая и последовательная двухэлектронная ионизация. Эффекты "встряски" и "перерассеяния". Энергетические спектры фотоэлектронов и родительских ионов: теоретические исследования и экспериментальные данные.
17. Выстраивание молекул в сильном оптическом поле. Влияние ориентационной нелинейности на распространение интенсивного пучка света в молекулярном газе.
18. Квантовое электромагнитное поле. Взаимодействие квантового электромагнитного поля с двухуровневой системой. Модель Джейнса - Каммингса. Зависимость инверсной населенности от времени. Коллапс.
19. Спонтанное излучение. Лэмбовский сдвиг уровней в атоме водорода.
Литература
- Н.Б.Делоне "Взаимодействие лазерного излучения с веществом", М.: Наука, 1989
- Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов "Основы нелинейной оптики атомарных газов", М.: Наука, 1986
- Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов "Атом в сильном световом поле", М.: Энергоатомиздат, 1984
- М.В.Федоров, "Электрон в сильном световом поле", М.: Наука, 1991
- Ю.А.Ильинский, Л.В.Келдыш, "Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом", М.: МГУ, 1989
- Д.Н.Клышко, "Физические основы квантовой электроники", М.: Наука, 1986
- Е.А.Волкова, А.М.Попов, А.Т.Рахимов, "Квантовая механика на персональном компьютере", М.: УРСС, 1995
- Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов "Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением", М.: Физматлит, 2001
- П.В.Елютин, В.Д.Кривченков Квантовая механика, М.: Наука, 1976