Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
ч. 1, М.— Л., 1947, с. 255; Хартри Д. р., Расчеты атомных структур, пер. с англ., М., I960; T а у л е с Д., Квантовая ме-млика систем многих частиц, пер. с англ., 2 изд., М., 1975; Киржниц Д. А., Полевые методы теории многих частиц, М.,1963;Слэтер дж., Методы самосогласованного поля для молекул и твердых тел, пер. с англ., М., 1978; Теория неоднородного электронного гааа, пер. с англ., М., 1987.
„ Д. А. Киржниц.
. САМОСОПРЯЖЁННЫЙ ОПЕРАТОР — CM. Эрмитов оператор.
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯД — электрич. ток в газе, ие требующий для своего поддержания действия внеш. ионизатора. С. р. образуется при достаточно высоком напряжении на электродах, когда начавшийся разряд создаёт необходимые для его поддержания ионы И электроны (см. Электрические разряды в газах). САМОСТЯГИВАЮЩИЙСЯ РАЗРЯД — то же, что ¦ хонтрагированпый рагряд.
САМОФОКУСИРОВКА в ускорителях — свой-5Ctbo релятивистских электронных пучков, содержащих Положит, ионы, образовывать равновесные («самофокусирующиеся») ионфигурации. Оно обусловлено ослаблением кулоиовского расталкивания в электронном •лПучке (за счёт сил магн. сжатия, вызванных параллельным движением зарядов в пучках) в V2 раз, где
l ^ — //<Г0 — отношение энергии электронов пучка к их *юергии покоя («Го = тс2, т — масса электроиа). Если
1, то это расталкивание может быть полностью «компенсировано добавлением небольшого числа поло-,*нт. ионов:
N+—NJy2Z,
(*)
.,где N- и N+ — соответственно плотности числа электро-. вов и иоиов, Z — заряд иона (в единицах величины заряда электроиа). Ионы, в свою очередь, удерживаются кулоиовским полем электронов. Условие ( * ) впервые .сформулировано У. X. Беннетом (W. Н. Bennett) в 1934. IllIjC используется в коллективных методах ускорения. ,! Лит.; HennettW. H., Magnetically selMocusing streams, ' »Phys. Rev.», 1934, v. 45, p. 890. В. П. Саранцев.
САМОФОКУСИРОВКА СВЁТА .— концентрация энергия световой волиы, распространяющейся в иелиней-;i Boft среде, показатель преломления п к-рой растёт « увеличением амплитуды поля Е:
п=л0+пнл(|?|2).
(1)
Показатель преломления среды может увеличиваться С ростом поля E вследствие изменения нелинейной ПО-¦!яризации среды, оптич. Керра вффепта, влектрострик-yuu, нагрев а, резонансного возбуждения среды и т. д.
Под действием светового пучка, имеющего, напр., гауссову форму, нелинейная среда становится оптически неоднородной: в центре пучка, где больше интенсивность, показатель преломления больше, чем для краев пучка, а следовательно, фазовая скорость в центре будет меньше, чем по краям пучка. Это приведет к искажению первоначально плоского волнового фронта, а лучи, распространяющиеся по нормали к фронту, искривляются (нелинейная рефракция) к оси (рис. 1,а). Первоначально однородная среда становится своеобразной
Рис. 1. Самофокусировка света в нелинейной среде; о — возникновение коллапса и многофокусировки (штриховыми линиями показан волновой фронт); б — траектория лучей в возникающем нелинейном диэлектрич. волноводе.
объёмной собирающей линзой, фокус к-рой находится иа нек-ром расстоянии /нл от входа пучка в среду.
Явление С. с. теоретически было предсказано Г, А. Аскарьяиом в 1962 и впервые наблюдалось Н. П. Пилипецким н А. Р. Рустамовым в 1965.
В тонком нелинейном слое, толщина к-рого I значительно меньше фокусного расстояния /нл, всё происходит во многом аналогично самодефокусировке света, только в случае фокусировки /нл > 0 и лучи, пройдя слой, сначала сходятся в фокальной плоскости, а затем уходит в дальнее поле. Как и при самодефокусировке, благодаря нелинейным аберрациям, угл. распределение пучиа при прохождении им самофокусирующей линзы имеет иольцевую Структуру.
Если толщина нелинейного слоя I » /нл, С. с. описывается квазйоптич. нелинейным ур-иием, в и-ром учитывается не только нелинейная рефракция, ио и дифракция;
dAfdz=(2ik)~^L Л+*0Лнл(Ма1)Л. (2)
Это параболич. ур-иие типа нелинейного ур-иия Шрё-дингера имеет ряд интегралов движения Ij, сохраняющих свои; величины в процессе распространения,
dljldz = 0. Кроме очевидного интеграла It =
— №\A\2dxdy — const, выражающего закон сохранения энергии, существует интеграл
J{I 12 ^о/нл(I ^ \ *)}dxdy,
1^1*
/нл= j генл(?)^? » (3)
'0
характеризующий соотношение линейной дифракции (первый член подынтегрального выражения) и самовоз-действие пучка. В слабых полях (A -+O1 лнл —> 0,
/нл ~* 0) интеграл (3) положителен и пучок испытывает только дифракцию. Одиако в нелинейной среде под воздействием достаточно сильных полей знак T8 может стать отрицательным за счёт члена /ял и линейная дифракция сменяется самофокусировкой или образованием нелинейного волновода (рис. 1,6). Нелинейный волновод образуется при компенсации дифракц. расходимости нелинейной рефракцией:
S
®диф~^^нл/*0; ®диф~2/fee.
Поперечное распределение амплитуды в нелинейном . волноводе можно рассчктать, если искать решение 415
САМОФОКУСИРОВКА
САМОФОКУСИРОВКА
ур-ния (2) в вкде неограниченного пучка (А —- 0 при
Н, M -> 00)•
А=Еа(х ,у)еху(—1дъг),
