Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Люиселл У. -> "Излучение и шумы в квантовой электронике" -> 5

Излучение и шумы в квантовой электронике - Люиселл У.

Люиселл У. Излучение и шумы в квантовой электронике — М.: Наука, 1986. — 403 c.
Скачать (прямая ссылка): izluchenieishumivkvantovoyelektronike1986.pdf
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 122 >> Следующая

и при ковариантной формулировке теории. Изложенные в книге сведения из
операторной алгебры могут служить удобным источником справок, так как
многие результаты собраны здесь в подходящей для этой цели форме.
Предполагается, что читатель знает шредингеровскую формулировку
нерелятивистской квантовой механики и классическую электромагнитную
теорию и обладает соответствующей математической подготовкой.
Дираковская формулировка квантовой механики обладает заметными
преимуществами, так как использует краткие обозначения и одновременно
является весьма общей. Она широко применяется в литературе. Поэтому нам
казалось необходимым посвятить первую главу дира-ковской формулировке
квантовой механики. Мы излагаем дираковскую формулировку, опираясь на
шредингеровскую формулировку квантовой механики. Предполагается, что
читатель знаком с волновыми функциями, с волновым уравнением и т. д. Мы
вводим здесь важные понятия квантовой механики, такие, как бра- и кет-
векторы, линейные операторы, "наблюдаемые", гильбертово пространство,
представлении Шредингера, Гейзенберга и представление взаимодействия,
принцип неопределенности. Читатель, которому паше изложение покажется
излишне кратким, найдет ссылки на более подробное изложение в гл. I.
Гармонический осциллятор играет центральную роль во многих областях
теории. Он важен, например, в теории электромагнитного излучения и
упругих колебаний в твердых телах. В связи с этим гл. II посвящена
изучению квантованного одномерного гармонического осциллятора по Дираку.
Осциллятор является хорошим примером для
12
ПРЕДИСЛОВИЕ
иллюстрации общей теории. Рассматривая задачу об осцилляторе, можно
естественным образом ввести операторы рождения и уничтожения и кванты
поля (фотоны, фононы и т. д.).
Другая очень важная элементарная квантовая система - это частица со
спиновым моментом Й/2, или, как обычно говорят, частица со спином 1/2.
Протоны и электроны попадают в эту категорию и подчиняются статистике
Ферми - Дирака. Во второй главе вводятся спиновые операторы Паули,
которые описывают эти частицы в нерелятивистском приближении, и
устанавливаются некоторые полезные свойства операторов Паули.
Наконец, в конце гл. II приводится гамильтониан электрона в
электромагнитном поле. Это необходимо для изучения взаимодействия
вещества с полем излучения.
Операторы рождения и уничтожения, которые описывают фотоны, и спиновые
операторы, которые используются для описания спина электрона, подчиняются
некоммутативной алгебре. Многие обычные алгебраические операции нельзя
применять в некоммутативной алгебре. В гл. III излагается математическая
техника, которая дает несколько необычный, но очень удобный метод
обращения с этими операторами. Эта техника была ранее развита
теоретиками, работающими в области квантовой теории поля. По существу она
очень проста, но ранее была рассеяна по различным статьям и книгам. Книга
могла бы быть написана и без этого материала, но тогда было бы гораздо
трудней провести многие приведенные здесь расчеты.
Основные положения дираковской теории квантования поля излучения изложены
в гл. IV и развиты в гл. V. Эта теория объясняет дуализм волна - частица
для света и является основой теории вторичного квантования. Теория
вторичного квантования здесь опускается, так как ее введение сильно
усложнило бы паше изложение. Глава IV начинается с квантования контура
(ZC-контур и линия передачи без потерь), далее устанавливается связь с
квантованием поля излучения. Обсуждаются нулевые колебания поля,
соотношения коммутации для поля и квантование поля излучения с
источниками.
Теория взаимодействия излучения с веществом излагается в гл. V. В этой
главе показывается, каким образом теория Дирака объясняет поглощение и
излучение света
ПРЕДИСЛОВИЕ
13
атомами и как спонтанное излучение объясняет естественную ширину
спектральной линии, связанную с переходами между состояниями атома. В той
же главе объясняется эффект Допплера и распространение света в вакууме. В
конце главы излагается полуклассическая теория электронного спинового
резонанса, а также изучается ушире-ние спектральных линий, обусловленное
столкновениями, и влияние квантования поля на спиновый резонанс.
Как отмечалось ранее, физики и инженеры встречаются со все большим числом
задач, в которых очень полезно применять статистический оператор
квантовой статистики. Гл. VI посвящена статистическому оператору,
некоторым из наиболее важных его свойств и ряду его простых применений.
Далее вводится понятие энтропии, которое играет существенную роль в
теории связи. В квантовой статистике, как и в классической, исключительно
важную роль играет характеристическая функция. Она вводится в гл. VI.
Гл. VII посвящена применению принципов, которые были изложены в
предыдущих главах. В качестве примера рассматриваются мазер и аттенюатор.
Модель аттенюатора полезна для феноменологической трактовки теории
релаксации. Силу методов теории поля, развитых в этой книге, молено было
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 122 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed