Козлов С.А. Оптическая физика. Часть 2. Полуклассический подход к описанию явлений оптической физики

Учебное пособие. — СПб: Университет ИТМО, 2024. – 55 с.Данное учебное пособие предназначено для студентов третьего курса бакалавриата Университета ИТМО, обучающихся по образовательному направлению 12.03.03 «Фотоника и оптоинформатика» на одноименной образовательной программе по дисциплине «Оптическая физика». В первой части пособия для описания явлений оптической физики был использован классический подход, при котором динамика поля электромагнитных волн изучается на основе уравнений Максвелла, а взаимодействие излучения с веществом рассматривается в рамках классической теории дисперсии света. В настоящей части пособия динамика поля излучения описывается, по-прежнему, классически, а вещество – законами квантовой физики. Представлена аксиоматика квантовой механики одной частицы и системы квантовых частиц. Приведены оптические аналоги типичных задач квантовой механики. Особое внимание уделено рассмотрению задач на определение средних физических величин квантовых частиц или их систем, находящихся в суперпозиционном состоянии. Изложены принципы полуклассического метода анализа взаимодействия света с веществом на основе уравнения Шредингера. Введено понятие матрицы плотности, и обосновано уравнение движения ее элементов. Изложены принципы полуклассического метода на основе уравнения движения матрицы плотности. Выведены материальные уравнения двухуровневой среды, описывающие однофотонное резонансное взаимодействие света с веществом. Приведены материальные уравнения для трехуровневых сред, описывающие двухфотонное поглощение и вынужденное комбинационное рассеяние света.