Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Wprowadzenie
27
którypoleganaoddziaływaniupolaelektrycznegofaliświetlnejnapo-
włokielektronoweatomów.Powstałewtensposóboscylująceindukowa-
nedipoleatomowestająsięźródłemwtórnychfalelektromagnetycznych.
Wrozdziałach3i4omawianyjestdokładniejtakimodelatomutraktowa-
negoklasyczniejakooscylatorharmoniczny.Założenieliniowościdrgań
atomu,poprawneprzymałychwartościachpola
3Efaliświetlnejwymaga
korektyprzezuwzględnienieczłonównieliniowychwprzypadku,gdysto-
sowanesąwiązkiodużychnatężeniach,wtedybowiemoscylacjeelek-
tronówwatomachprzestająbyćharmoniczne.Członynieliniowetrakto-
wanewszeregu(i)jakomałepoprawkiwstosunkudowyrazuliniowego
względniełatwowyznaczasięwramachklasycznegomodeluoscylatoro-
wego.Jeślizałożyć,żeczęstośćfali(
w
)jestznaczniemniejszaodczęstości
rezonansowejoscylatora(
w
0),tzn.zachodzioddziaływaniepozarezonan-
sem(ośrodekjestprzezroczysty),tootrzymujesiępodatnościelektryczne
wyrażonewzorami
4:
χ
()
1
≈
ε
0
Nq
m
e
ω
2
0
2
,
χ
()
2
≈
ε
0
m
Nq
e
2
ω
3
4
0
d
,
χ
()
3
≈
ε
0
m
Nq
e
3
ω
4
0
6
d
2
,
skądwynikaprzybliżonarelacja
χ
χ
()
()
2
1
≈
χ
χ
()
()
3
2
≈
p
=
m
e
ω
q
0
2
d
,
(ii)
(iii)
gdzie:N-koncentracjaatomów,q-ładunekelektronu,m
e-masaefek-
tywnaelektronu,d-średniaodległośćmiędzyatomamiośrodka.
Oszacowanierzęduwielkości
c
(j)przyzałożeniutypowychwartościpa-
rametrówdlaciałstałych,dlaktórychmożnazgrubszaprzyjąć:
w
0~10
16rad/s,
N~10
28m-3,d=(1/N)1/3~3l10-10m=0,3nm,daje
c
(1)~10orazp~10-12m/V
,
skąd
c
(2)~10-11m/V,
c
(3)~10-23m2/V2.Sątowartościzgodnezdanymi
doświadczalnymi.Ponieważpodatnościrzędudrugiegoitrzeciegosąbar-
dzomałe,optyczneefektynieliniowerozważanewramachmechanizmu
polaryzacjielektronówwatomachujawniająsiędopieroprzywysokich
natężeniachświatła.Tłumaczyto,dlaczegorozwójtejdziedzinynastąpił
powynalezieniulasera(1960r.);zapomocąwiązkiświatłalaserowego
możnauzyskaćgęstościmocyumożliwiającełatwąobserwacjętegoro-
dzajuzjawisk.
Należyzaznaczyć,żeniezawszenieliniowośćdajesięopisaćzapo-
mocąszeregu(i),którymożebyćrozbieżny;wówczaswymaganyjest
3MałepoleEoznaczaniewielkąwartośćwporównaniudopolaelektrycznegoE
atdzia-
łającegonaelektronyzewnętrznychpowłokatomu,którejestrzęduE
at~10
10-1011V/m.
4Zob.naprzykładR.Boyd:NonlinearOptics,3ed.AcademicPressNY(2008).
