Быков Владимир Павлович лекция
| Вид материала | Лекция |
- Владимир Алексеевич Быков. Звонки принимаются по телефону: (831) 437-39-51. Справка:, 36.23kb.
- Владимир Павлович Максаковский Географическая картина мира книга, 143.3kb.
- Новозеландско-китайские отношения в последней четверти ХХ начале ХХI века, 457.06kb.
- Беспалько Владимир Павлович, 3378.64kb.
- Носов Владимир Павлович, 967.21kb.
- Оценка телосложения дочерей быков-производителей молочных пород ведущих хозяйств Кировской, 93.08kb.
- В. П. Култыгин тенденции в европейской социологической теории начала XXI века, 383.16kb.
- Степанец Владимир Яковлевич доцент Кожич Павел Павлович Минск 2008 г. Оглавление Оглавление, 228.35kb.
- Коряков Владимир Павлович доктор исторических наук, профессор; Старостина Светлана, 2265.52kb.
- Безруких Павел Павлович № Время фио, предприятие Название доклад, 119.19kb.
Московский физико-технический институт (государственный университет)
Факультет проблем физики и энергетики
"Утверждаю"
Ректор
_____________Н.Н. Кудрявцев
"____"___________2003 г.
ПРОГРАММА
ИТОГОВОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
№№№010300 – "ПРИКЛАДНЫЕ МАТЕМАТИКА И ФИЗИКА"
«Квантовая оптика»
Программа разработана кафедрой " Лазерная физика" (базовое предприятие ИОФ РАН) в соответствии с магистерской программой №0103070 "Лазерная физика".
Декан ФПФЭ
______________С.А. Гордюнин
"____"__________2003 г.
Зав. кафедрой “Лазерная физика”
______________И.А. Щербаков
"____"__________2003 г.
Москва 2003 г.
«Квантовая оптика»
5 курс, весенний семестр
Лектор – профессор, д.ф.м.-н. Быков Владимир Павлович
Лекция 1
А. Возникновение квантовой оптики.
1. Опыты по интерференции световых пучков в долазерную эпоху – схема Юнга, зеркала Френеля. Утверждение Дирака о том, что фотон всегда интерферирует только сам с собой. Опыты Пфлигора и Манделя по интерференции независимых лазерных пучков. Биения независимых высококогерентных лазерных пучков и опыты Джавана. Проблема квантового состояния лазерного излучения.
Б.Гармонический осциллятор
2. Классическая механика гармонического осциллятора, гамильтонов формализм, когерентность, функция корреляции.
Лекция 2
3. Гейзенберговское представление квантовой механики, уравнения Гамильтона-Гейзенберга.
4. Гамильтонов формализм и независимость от времени коммутационного соотношения для координаты и импульса.
5. Операторы рождения и уничтожения, оператор числа частиц, система стационарных состояний линейного осциллятора.
Лекция 3
6.Оператор сдвига, собственное состояние оператора координаты, координатное представление состояний.
7. Когерентное состояние – собственное состояние оператора уничтожения, выражение через стационарные состояния, развитие во времени, координатное представление.
8. Сжатое состояние, определение, координатное представление, развитие во времени, сжатый вакуум, среднее число частиц и коэффициент сжатия.
Лекция 4
Б.Квантование электромагнитного поля.
9.Простейший прямоугольный резонатор с бегущими волнами.
10.Осцилляторы поля, две поляризации.
11.Распределенное представление для фотона, зависимость плотности электрической энергии от координат.
Лекция 5
12. Пакетное представление фотона, фотон как волновой пакет, соотношение между шириной спектра и длиной пакета.
В.Возбуждение линейного осциллятора, теорема Глаубера, уравнение Матье.
13. Параметрические процессы в механике и оптике. Наблюдение параметрической генерации света в опытах Хохлова и Ахманова. Основы классической теории параметрического резонанса.
Лекция 6
14. Квантовая теория параметрического процесса. Точное решение уравнения Шредингера при прямом и параметрическом возбуждении осциллятора, его выражение через функции Матье.
15. Решение уравнения Матье по теории возмущений и генерация сжатых квантовомеханических состояний в параметрическом процессе.
Лекция 7
16. Дисперсия и коэффициент сжатия состояния при параметрическом возбуждении. Наблюдение сжатого света в опытах Лэшера и Кимбла.
Г. Модель лазерной генерации Скалли-Лэмба.
17. Физические основы модели, характерное время фазовой (поперечной) релаксации.
Лекция 8
18. Описание состояния квантовой системы с помощью матрицы плотности, уравнение для матрицы плотности.
19. Теория возмущений, итерации для матрицы плотности.
20. Среднее значение полевых переменных, след матрицы плотности по атомным переменным, полевая матрица плотности.
Лекция 9
21. Вклад активных и пассивных атомов в матрицу плотности. Описание потерь резонатора, вклад пассивных атомов в полевую матрицу плотности.
22. Уравнения для диагональных и недиагональных матричных элементов полевой матрицы плотности, физический смысл их основных параметров, стационарное решение для диагональных элементов. Порог лазерной генерации, среднее число фотонов.
Затухание среднего значения поля, фотонная лавина – квантовое состояние лазерного излучения вблизи порога генерации.
Лекция 10
24. Стационарные и суперпозиционные возбужденные состояния атомов. Опыты Александрова и Кастлера по наблюдению суперпозиционных состояний атомов.
25. Когерентность лазерного излучения и среднее значение напряженности поля, активные атомы в суперпозиционном состоянии как источники среднего значения напряженности поля.
Д.Квантовая интерференция, квантовый компьютер.
Лекция 11
31. Интерференция классических полей. Интерференция полей в различных квантовых состояниях, исчезновение интерференции по квантовым причинам.
32. Интерференция зависимых и независимых световых пучков. Еще раз об опытах Пфлигора-Манделя и Джавана.
Лекция 12
36. Физические основы квантового компьютера, кубит, декогерентизация квантовых состояний. Представление об оптике атомов.
Литература
1.У.Люиселл Излучение и шумы в квантовой электронике М1972 «Наука»
2.Ф.Арекки, М.Скалли, Г.Хакен, В.Вайдлих Квантовые флуктуации излучения лазера М1974 «Мир»
3.сб. Квантовая оптика и квантовая радиофизика М1966 «Мир»
4.Д.Клаудер, Э.Сударшан Основы квантовой оптики М1970 «Мир»
5.А.И.Базь, Я.Б.Зельдович, А.М.Переломов Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике М1971 «Наука»
6.В.П.Быков, Г.В.Шепелев Излучение атомов вблизи материальных тел М1986 «Наука»
7.V.P.Bykov Radiation of Atoms in a Resonant Environment 1993 “World Scientific”
8.В.П.Быков Основные особенности сжатого света УФН, т161, №10, с145, 1991
9.Е.Б.Александров УФН 1972, т107(4), с595