RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 7, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2017

 / 

Сентябрь

←  →

Методические заметки


Квантовое описание поля в макроскопической электродинамике и свойства фотонов в прозрачных средах


Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Политехническая 29, Санкт-Петербург, 195251, Российская Федерация

Проведено квантовое рассмотрение высокочастотного макроскопического электромагнитного поля и радиационных процессов в среде. Построены квантовые операторы для компонент тензора энергии-импульса в средах с дисперсией и найдены их собственные значения, различные в представлениях Минковского и Абрагама. Показано, что импульс фотона в среде, следующий из квантования векторного потенциала, не совпадает с импульсом фотона, который определяется из симметричного тензора энергии-импульса Абрагама, но согласуется с импульсом, определённым из тензора Минковского. Аналогичный результат получен при вычислении значений собственного момента (спина) электромагнитного поля в среде. Целочисленные (в единицах ħ) и подтверждаемые опытными данными значения спина поля позволяет пoлучить только тензор Минковского. Это даёт основание для выбора представления Минковского в качестве адекватной формы записи плотности импульса поперечного электромагнитного поля в прозрачной среде как при квантовом, так и при классическом описании поля. Представление Абрагама для этой цели не подходит и приводит к противоречиям. Сделанный вывод не относится к квазистационарным и статическим полям.

Текст pdf (298 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2017.04.038138
Ключевые слова: тензор энергии-импульса Минковского, квантовая теория, радиационные процессы, спин и масса фотона в среде
PACS: 12.20.−m, 41.20.Jb, 41.60.Bq (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.04.038138
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2017/9/g/
000417704200006
2-s2.0-85040960645
2017PhyU...60..935T
Цитата: Топтыгин И Н "Квантовое описание поля в макроскопической электродинамике и свойства фотонов в прозрачных средах" УФН 187 1007–1020 (2017)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 21 июня 2016, доработана: 8 апреля 2017, 12 апреля 2017

English citation: Toptygin I N “Quantum description of a field in macroscopic electrodynamics and photon properties in transparent media” Phys. Usp. 60 935–947 (2017); DOI: 10.3367/UFNe.2017.04.038138

Список литературы (62) Статьи, ссылающиеся на эту (4) Похожие статьи (20) ↓

  1. И.Н. Топтыгин, К. Левина «Тензор энергии-импульса электромагнитного поля в средах с дисперсией» 186 146–158 (2016)
  2. Ю.А. Спиричев «О выборе тензора энергии-импульса в электродинамике и силе Абрагама» 188 325–328 (2018)
  3. В.Г. Веселаго «Перенос энергии, импульса и массы при распространении электромагнитной волны в среде с отрицательным преломлением» 179 689–694 (2009)
  4. М.В. Давидович «О законах сохранения энергии и импульса электромагнитного поля в среде и при дифракции на проводящей пластине» 180 623–638 (2010)
  5. Б.М. Болотовский, Г.Б. Малыкин «Видимая форма движущихся тел» 189 1084–1103 (2019)
  6. В.М. Гришин «Излучение Вавилова—Черенкова и радиационные потери энергии» 192 689–695 (2022)
  7. В.Л. Гинзбург «О законах сохранения энергии и импульса при излучении электромагнитных волн (фотонов) в среде и о тензоре энергии-импульса в макроскопической электродинамике» 110 309–319 (1973)
  8. К.Ю. Платонов, И.Н. Топтыгин, Г.Д. Флейшман «Излучение частиц в средах с неоднородностями и когерентное тормозное излучение» 160 (4) 59–69 (1990)
  9. И.Н. Топтыгин, Г.Д. Флейшман «Генерация собственных мод заданным током в анизотропных и гиротропных средах» 178 385–396 (2008)
  10. В.П. Макаров, А.А. Рухадзе «Сила, действующая на вещество в электромагнитном поле» 179 995–1001 (2009)
  11. В.П. Макаров, А.А. Рухадзе «Материальные уравнения и уравнения Максвелла для изотропных сред; волны с отрицательной групповой скоростью и отрицательные значения ε(ω) и μ(ω)» 189 519–528 (2019)
  12. В.И. Ритус «Конечное значение затравочного заряда и связь отношения постоянных тонкой структуры физического и затравочного зарядов с нулевыми колебаниями электромагнитного поля в вакууме» 192 507–526 (2022)
  13. А.Г. Шалашов, Е.Д. Господчиков «О структуре уравнений Максвелла в области линейного взаимодействия электромагнитных волн в плавнонеоднородных анизотропных и гиротропных средах» 182 157–171 (2012)
  14. Н.Н. Розанов «Униполярный импульс электромагнитного поля при равномерном движении заряда в вакууме» 193 1127–1133 (2023)
  15. С.А. Афанасьев, Д.И. Семенцов «Потоки энергии при интерференции электромагнитных волн» 178 377–384 (2008)
  16. А.А. Колоколов, Г.В. Скроцкий «Интерференция реактивных компонент электромагнитного поля» 162 (12) 165–174 (1992)
  17. Э.Г. Локк «Угловая ширина луча при дифракции на щели волны с неколлинеарными групповой и фазовой скоростями» 182 1327–1343 (2012)
  18. А.Г. Шалашов, Е.Д. Господчиков «Импедансный метод решения задач распространения электромагнитных волн в анизотропных и гиротропных средах» 181 151–172 (2011)
  19. В.И. Ритус «Лагранжевы уравнения движения частиц и фотонов в шварцшильдовском поле» 185 1229–1234 (2015)
  20. В.П. Крайнов, Л.П. Пресняков «Фазовые функции потенциального рассеяния в оптике» 163 (7) 85–92 (1993)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение