Основные свойства электромагнитного взаимодействия

Основные свойства электромагнитного взаимодействия [c.181]

Рассмотренными характеристиками элементарных частиц можно было бы ограничиться там, где имеется только электромагнитное взаимодействие, например взаимодействие электрона в атоме. При исследовании поведения нуклонов в ядре основную роль играют ядерные силы (сильное взаимодействие). Спонтанный распад частиц, процессы р-распада обусловливаются не сильным и не электромагнитным взаимодействиями (за небольшим исключением), а слабым взаимодействием. Поэтому для выражения свойств и поведения элементарных частиц относительно сильного и слабого [c.344]

Детальный вид о(2) определяется потенциалом взаимодействия между молекулами. Однако сечение рассеяния обладает определенными свойствами симметрии, которые справедливы в общем случае. Они являются следствием того, что взаимодействие между молеку-лами по своей природе является электромагнитным и, следовательно, обладает основными свойствами инвариантности электромагнитных взаимодействий. Перечислим существенные для нас свойства симметрии. Для этой цели удобно ввести обозначение [c.75]

Глава 3 составляет кульминацию всей книги в том смысле, что в ней дана сводка общих уравнений, описывающих электродинамику нелинейных сред в нерелятивистском приближении (уравнения Максвелла в разных формах уравнения, выражающие фундаментальные законы сохранения, с источниковыми членами, описывающими взаимодействие с электромагнитным полем основные термодинамические неравенства для поляризующихся и намагничивающихся материалов соотношения на разрывах, необходимые для исследования ударных волн нелинейные определяющие уравнения для нескольких больших классов материалов). В этой главе существенно использованы более ранние работы автора этой книги со своими коллегами. Она заканчивает первую часть книги, посвященную основным свойствам материалов и общим уравнениям. [c.15]

Ультракороткие волны (УКВ) представляют чрезвычайный интерес для решения многих важнейших технических задач. Это связано с тем, что для передачи энергии и получения направленного излучения выгодно увеличивать частоту колебаний (см. 1.5). Революция в технике УКВ" произошла в 1930 — 1940 гг., и теперь устройства, на которых были проведены знаменитые опыты Герца, Попова и др., представляют лишь исторический интерес. Основной недостаток передатчика Герца — это затухание колебаний и большая ширина спектра излучаемых частот. В современных генераторах УКВ (клистронах и магнетронах) взаимодействие электронного пучка и волн, возникающих в резонаторе, происходит по-иному, что позволяет поднять верхнюю границу частот (v 30 ГГц) и резко увеличить мощность сигнала, достигающего иногда десятков миллионов ватт в им пульсе. Положительными свойствами подобных излучателей являются высокая монохроматичность электромагнитной волны (излучается строго определенная частота) и крутой фронт временных характеристик сигнала. В качестве приемника УКВ-излучения обычно используют вибратор или объемный резонатор с кристаллическим детектором, имеющим резко нелинейные свойства, с последующим усилением низкочастотного сигнала. [c.10]

Оптические исследования — это прежде всего исследования физики взаимодействия света с веществом. Существуют три последовательных уровня рассмотрения указанного взаимодействия, три постепенно углубляющихся подхода I) классический, 2) полуклассический, 3) квантовый. На первом уровне оптическое излучение представляют в виде световых лучей или электромагнитных волн в соответствующем диапазоне частот, а вещество описывают с использованием понятий и аппарата механики сплошных сред, термодинамики, классической электродинамики. Иными словами, при данном подходе как свет, так и вещество рассматриваются в рамках классической физики. Полуклассический подход предполагает квантование вещества при сохранении классической трактовки света классические световые волны взаимодействуют с коллективами атомов и молекул. Принимаются во внимание структура энергетических уровней атомов и молекул, энергетических зон кристаллов, статистика заселения различных квантовых состояний. Наконец, при квантовом подходе осуществляется квантование не только вещества, но и излучения именно такой подход используется в квантовой электродинамике. Если при рассмотрении взаимодействия света с веществом на классическом и полуклассическом уровнях учитывается только волновая природа света, то на квантовом уровне принимаются во внимание также и его корпускулярные (квантовые) свойства. Это отвечает переходу от классической оптики, имеющей дело с лучами и световыми волнами, к оптике, которую естественно назвать квантовой оптикой. Одним из основных понятий этой оптики является [c.3]

С другой стороны, нейтрон по своим физическим свойствам сильно отличается от Y-кванта. Поэтому нейтронная оптика имеет ряд совершенно своеобразных черт. Отличие нейтронной оптики от обычной обусловлено следующими основными причинами. Во-первых, электромагнитное излучение взаимодействует с электронами атомных оболочек, а нейтроны в основном взаимодействуют с ядрами (важное исключение будет рассмотрено в п. 7), Возникающие в связи с этим особенности будут рассмотрены в пп. 3, 4. Во-вторых, нейтрон имеет большую массу покоя, в то время как масса покоя фотона равна нулю. На волновом языке это означает, что у нейтронов связь частоты с длиной волны и скорость распространения волн совершенно иные, чем у электромагнитного излучения. Именно, для нейтронов [c.550]

До сих пор мы рассматривали свет с оптико-геометрической точки зрения, т. е. так, как он нам представляется в повседневной жизни. Более подробные исследования показали, что по своей природе свет — это электромагнитные волны. В некоторых физических явлениях, особенно при генерации света и при его взаимодействии с материей, проявляются корпускулярные свойства света. При анализе голографических задач мы будем базироваться в основном на волновых свойствах света и лишь частично, когда речь пойдет о технических средствах реализации голографических экспериментов, коснемся способа описания света как потока фотонов. [c.22]

В гл. 1 рассмотрены общие свойства распространения электромагнитного излучения и вводятся основные понятия, касающиеся описания электромагнитного поля и его взаимодействия с веществом. [c.8]

Физическая система, выведенная из состояния равновесия импульсным воздействием, через некоторое время возвращается в исходное состояние, совершая при этом ряд затухающих колебаний. Данное свойство имеет общую природу и присуще как небоскребам, раскачивающимся под действием ветра, так и атомам, взаимодействующим с импульсным электромагнитным полем. Единственным различием в поведении этих систем является скорость затухания колебаний. В некоторых случаях, когда основную роль играют процессы затухания, колебания вообще не возникают, в других случаях колебания могут длиться столь долго, что систему можно рассматривать как идеальный осциллятор. [c.478]

После обзора явлений, относящихся к нелинейной оптике (сокращенно обозначаемой НЛО), и краткого описания основных этапов развития этой области обратимся теперь к систематическому применению общих основ классического описания. В 1 мы рассмотрим общую структуру материальных уравнений, которые вместе с уравнениями Максвелла позволяют изучить взаимодействие электромагнитных полей с материальными средами. Вслед за тем в 2 детально исследуются общие свойства материальных параметров, восприимчивостей, входящих в эти уравнения. Наконец, последний параграф этой главы посвящен электромагнитным процессам в среде. Обсуждаются методы решения уравнений Максвелла при общих нелинейных материальных соотношениях. [c.31]

НИИ значение потенциала, в котором происходит движение решетки, при определенной конфигурации положений ядер равно полной энергии основного состояния, причем эта энергия вычисляется при неподвижных ядрах в той же самой конфигурации. В дальнейшем изложении мы в той мере исходим из модельных допущений п. 3.161, в какой мы учитываем связанные с колебаниями электрические поля наряду с этим принимается во внимание периодичность кристалла. Определяющие соотношения для колебаний решетки (уравнения для плотности энергии, уравнения движения и др.) содержат в явном виде как механические компоненты, так и компоненты внутренних электрических полей в кристалле. Необходимые принципиальные познания об оптических (в особенности о нелинейных оптических) свойствах мы можем получить уже при изучении относительно простых кристаллов или модельных кристаллов так, например, мы рассмотрим решеточные волны линейной цепочки и в трехмерном представлении колебания решетки с определенным направлением поляризации и распространения в оптически изотропных кристаллах с двумя ионами в элементарной ячейке. Сначала мы займемся невозмущенной системой и изучим длинноволновые оптические колебания решетки (оптические фононы) и колебания поляризации (фо-нон-поляритоны), представляющие собой смешение решеточных и электромагнитных колебаний [3.1-2]. Затем мы перейдем к рассмотрению взаимодействия решетки с внешним полем излучения. Квантовое описание основных соотношений для невозмущенной системы, а также для взаимодействия с внешним полем излучения может быть успешно выполнено как в качественной, так и в количественной формах по аналогии с классическим рассмотрением. В ч. I и до сих пор в ч. II мы еще не обсуждали решеточные колебания, и поэтому нам придется начать издалека. [c.371]

И СОСТОИТ из трех произведений бозонных операторов 6 содержит. 1 и 2, частоты и волновые числа взаимодействующих волн, значения производных от функции м)р(кр.) в точке кр., а также объем V основной области периодичности, в котором электромагнитные поля и колебательная координата были разложены по плоским бегущим волнам. При выводе предполагалось, что в этом объеме волновые амплитуды постоянны. Однако для вещества с реальными свойствами (затухание поляритонной волны) и для обычных экспериментальных условий (например, параметрическое усиление стоксовой волны) полного постоянства волновых амплитуд предполагать нельзя, поэтому линейные размеры основной области следует выбрать так, чтобы они были малыми по сравнению с обратным коэффициентом поглощения, или коэффициентом усиления. Полный оператор взаимодействия получится в результате пространственного интег- [c.386]

Из всего вышесказанного следует, что основным параметром диэлектрика, описывающим его свойства с точки зрения процесса его поляризации и распространения в нем электромагнитных волн, или более обще, с точки зрения процессов взаимодействия с ним электрического поля, является диэлектрическая проницаемость [c.90]

Т. о., я-мезонное поле играет важнейшую роль во всох типах взаимодействий элементарных частиц — сильных, электромагнитных и слабых. Свойства основных структурных единиц материи — нуклонов — [c.625]

Для контроля металлов посредством определения их поверхностных механических свойств применяют акустические твердомеры. Основной принцип, реализуемый при рассматриваемом подходе, заключается в наблюдении за реакцией диагностического щупа, приводимого в соприкосновение с контролируемой поверхностью. Реакция обусловлена механическим (в частности акустическим), электромагнитным или электрохимическим взаимодействием щупа с объектом контроля. Механические характеристики определяют на основе регистрации изменения резонансных частот механических колебаний стержня после приведения его в контакт с контролируемой поверхностью при задании определенного усилия прижима, что обеспечивается конструкцией щупа. Используя колебания разных типов (продольные, изгибные, крутильные), можно определить, кроме числа твердости, степень анизотропии поверхностных слоев материала, которая в частности содержит информацию о величине внутренних напряжений в материале. В настоящее время методики развиты применительно к шероховатым поверхностям, что позволяет проводить измерения при минимальной подготовке контролируемой поверхности или вообще без нее. Основу этого обеспечивает статистическая обработка данных, получаемых в близких, но различных точках. Установлена устойчивая статистическая связь между дисперсией приращений при многократном повторении измерений и параметрами шероховатости. [c.27]

Основным элементом лазера является активное вещество, т. е. оптическая среда, взаимодействующая со световым потоком. Этой средой могут быть оптические кристаллы (рубин, сапфир и др.), активированные стекла, газы и их смеси. В настоящее время известно, что излучение может взаимодействовать с веществом тремя способами поглощаться, рассеиваться или (при особых условиях) усиливаться. В первом случае свет (высокочастотные электромагнитные колебания), попадая на вещество и взаимодействуя с его частицами, отдает им свою энергию и как бы застревает в нем. Часть света просвечивается через вещество, однако его энергия значительно меньше падающей. Во втором случае вещество обладает способностью рассеивать падающее на него излучение. Примером среды или вещества, обладающего обоими свойствами, является атмосфера, которая поглощает и рассеивает солнечные лучи. Третий способ взаимодействия света с веществом необычен. Он может быть получен только в особых условиях. Для этого вещество за)ранее необходимо перевести в возбужденное состояние, т. е. сообщить веществу дополнительную энергию за счет постороннего источника. [c.22]

Мы уже ознакомились с основными свойствами слабого взаимодействия. Его интенсивность мала по сравнению с энергиями, обычно реализуемыми в лабораторных условиях. Оно имеет ту же самую природу, что и электромагнитное взаимодействие оба этих взаимодействия являются различными проявлениями единого электрослабого взаимодействия. Механизм спонтанного нарушения симметрии объясняет, почему кванты калибровочных полей, и Z -6030Hbi, обладают большой массой покоя. Во всех явлениях, изучаемых в данной главе, эти кванты поля ведут себя как виртуальные частицы. Речь пойдет о Р-распаде ядер, первом процессе, с помош,ью которого было установлено существование слабого взаимодействия, и о распаде мюона. В процессах слабого взаимодействия образуются нейтрино и антинейтрино. Мы рассмотрим основные свойства этих частиц. Глава заканчивается обсуждением первых экспериментов, в которых были обнаружены эффекты электрослабого взаимодействия в атомной физике, а также кратким описанием процессов двойного Р-распада. [c.197]

Подобно сильным электромагнитные взаимодействия имеют ряд свойств, ограничивающих проявление их мощи. Во-первых, электромагнитные взаимодействия у разных частиц проявляются с различной интенсивностью. Наиболее велики эти взаимодействия у электрически заряженных частиц. Слабее проявляются электромагнитные взаимодействия у нейтральных частиц с ненулевыми массой и спином. Такие частицы обладают магнитными моментами, имеющими порядок еЬ,12Мс, где М — масса частицы. Через этот момент они в основном и взаимодействуют с электромагнитным полем [c.279]

Этот метод расчета лазеров основан на квантовом описании взаимодействия генерируемого (или усиливаемого) электромагнитного излучения с активной средой, когда не только активная среда, но и излучение описываются уравнениями квантовой теории. Квантовый метод основан на учете корпускулярно-волнового дуализма как основного свойства материи. Любой вид материи, будь то поле колебаний какого угодно вида (электромагнитных, упругих и т. д.) или вещество, может быть представлен в виде ансамбля частиц или квазичастиц, которые описываются соответствующими операторами рождения или уничтожения, вводимыми для каждого вида частиц или квазичастиц. Основное различие в свойствах операторов и их связи с характеристиками поля определяются принадлежностью частиц к бозонам или ферми-онам. [c.33]

Современный этап развития оптики, начало которого можно датировать 1960 г., характеризуется новыми, весьма своеобразными чертами. Фундаментальные свойства света — волновые, квантовые, его электромагнитная природа — находят все более разнообразные и глубокие подтверждения и применения, продолжая служить основой для понимания всей совокупности оптических явлений. Однако круг этих явлений неизмеримо расширился. В начале 60-х годов были созданы источники с высокой степенью монохроматичности и направленности излучаемого ими света — так называемые оптические квантовые генераторы или лазеры. Распространение лазерного излучения и его взаимодействие с веществом во многих случаях протекает в существенно иных условиях, чем в случае излучения обычных, нелазерных источников, и конкретные явления приобретают совершенно новые, неизвестные ранее черты. Сказанное относится к отражению, преломлению, дифракции, рассеянию, поглощению и к другим основным оптическим явлениям (см. ГЛ. ХЬ, ХЫ). [c.25]

Оценить характеристики оптических устройств и понять их ограничения можно лишь, если хорошо изучить особенности распространения электромагнитного излучения. Это позволяет разрабатывать устройства для управления лазерным излучением. Поэтому основное внимание в книге уделяется изложению фундаментальных принципов. Мы постарались установить связь между теорией и практикой путем рассмотрения конкретных примеров, основанных на реальных ситуациях. Когерентное взаимодействие лазерного излучения с различными оптическими средами мы рассматривали с привлечением лишь классической электродинамики. Оптические свойства этих сред описываются с помощью таких материальных параметров, как диэлектрические тензоры, тензоры гирации, элек-трооптические коэффициенты, постоянные фотоупругости и нелинейная восприимчивость. Из оглавления нетрудно видеть, что здесь рассмотрен очень широкий круг вопросов. [c.7]

В отличие от методов кинетических уравнений, приведенных выше, при более строгом анализе работы лазера необходимо учитывать, что под действием электромагнитного поля внутри его резонатора атомы активной среды начинают осциллировать подобно микродиполям. Эти диполи создают макроскопическую поляризацию Р, численно равную электрическому моменту единицы объема активной среды. Макроскопический дипольный момент действует как источник излучения, т. е. возбуждает собственное электромагнитное поле, приводящее к изменению электромагнитного поля в резонаторе. Таким образом, в результате взаимодействия электромагнитного поля и среды внутри резонатора устанавливается самосогласованное электромагнитное поле. Самосогласованную теорию лазеров можно строить двумя методами 1) полуклассическим — взаимодействие электромагнитного поля со средой описывается уравнениями классической электродинамики 2) квантово-механическим — взаимодействие описывается квантово-механическими уравнениями (в этих методах среда описывается уравнениями квантовой механики). Первый метод является менее строгим, например, с его помощью нельзя учесть шумы лазера, статистические свойства света и рассмотреть эффекты спонтанного излучения, определяющие условия в начале генерации лазеров. Однако в целом ряде задач этот метод является основным для качественного и количественного анализа работы лазера. [c.22]

Последняя глава, написанная Дж. Н. Земелом (США), большим специалистом в области физики тонких пленок, является по существу одним из первых детальных обзоров физических свойств пленок халькогенидов свинца. Дан подробный критический анализ многочисленных исследований эпитаксиального роста пленок на подложках из каменной соли, выяснено влияние режима напыления на механизм роста пленки. Специально анализируется роль азимутальной разориентации блоков пленки в рассеянии свободных носителей на границах зерен. В обзоре приведен обширный фактический материал по объемным свойствам пленок, результаты исследований гальваномагнитных, оптических и квантовых эффектов в пленках указанных соединений. Дано описание основных экспериментальных методов исследования пленок. Отдельный раздел посвящен исследованию поверхностных эффектов в пленках. Весьма интересен анализ данных по взаимодействию пленок с электромагнитным излучением и [c.7]

ВЧ и СВЧ электромагнитные методы основаны на особенности взаимодействия ВЧ и СВЧ электромагнитных полей с насыщенными пористыми средами, заключающегося в запаздывании поляризационных процессов по сравнению с изменением параметров быстропеременного поля. Основной эффект от ВЧ электромагнитного воздействия на пласт - это объемный прогрев. При этом размер зоны теплового воздействия слабо зависит от коллекторских свойств и фильтрационной способности пластов. Следовательно, путем создания соответствующего поля, которое регулируется подбором частоты и мощности воздействия, можно в принципе осуществить желаемое распределение температуры в пласте и глубокий разогрев ПЗП. За счет направленного прогрева пласта и эффектов силового взаимодействия электромагнитного поля с пластовыми флюидами достигается изменение реологических свойств, уменьшаются поверхностные натяжения на границах раздела фаз, инициируется и ускоряется фильтрация рабочих (вытесняющих) агентов и др. Работы по исследованию различных процессов, происходящих в продуктивном пласте при воздействии на него ВЧ и СВЧ электромагнитными полями, и обоснованию их применения в различных технологических процессах на протяжении десятилетий, в том числе с участием автора обзора и И.А. Туфанова до 2002 г., проводились в Башгосуниверситете под научным руководством ФЛ. Саяхова, позднее - Л.А. Ковалевой и др. [63-68]. [c.24]

Согласно квантовой теории физическая сущность взаимодействия лучистого потока с веществом состоит в том, что, падая на вещество, электромагнитная волна вызывает колебания молекул, атомов и электронов, которые, приходят в вынужденные колебания, становятся вторичными излучателями электромагнитных воли. Возникшая в результате волна, распространявшаяся в направленип от вещества (в нашем случае в сторону локатора), называется отраженной. Поскольку колебания возбуждаются электрической компонентой поля, то свойства вещества в основном характеризуются относительной диэлектрической проницаемостью, в то время как относительная магнитная проницаемость для всех веществ в оптической области равна 1. В теории Максвелла взаимодействие излучения с веществом учитывается выражением [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...