RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 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» УФН 186 146–158 (2016)
  2. Ю.А. Спиричев «О выборе тензора энергии-импульса в электродинамике и силе Абрагама» УФН 188 325–328 (2018)
  3. В.Г. Веселаго «Перенос энергии, импульса и массы при распространении электромагнитной волны в среде с отрицательным преломлением» УФН 179 689–694 (2009)
  4. М.В. Давидович «О законах сохранения энергии и импульса электромагнитного поля в среде и при дифракции на проводящей пластине» УФН 180 623–638 (2010)
  5. Б.М. Болотовский, Г.Б. Малыкин «Видимая форма движущихся тел» УФН 189 1084–1103 (2019)
  6. В.М. Гришин «Излучение Вавилова—Черенкова и радиационные потери энергии» УФН 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» УФН 110 309–319 (1973)
  8. К.Ю. Платонов, И.Н. Топтыгин, Г.Д. Флейшман «Излучение частиц в средах с неоднородностями и когерентное тормозное излучение» УФН 160 (4) 59–69 (1990)
  9. И.Н. Топтыгин, Г.Д. Флейшман «Генерация собственных мод заданным током в анизотропных и гиротропных средах» УФН 178 385–396 (2008)
  10. В.П. Макаров, А.А. Рухадзе «Сила, действующая на вещество в электромагнитном поле» УФН 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)» УФН 189 519–528 (2019)
  12. А.А. Колоколов, Г.В. Скроцкий «Интерференция реактивных компонент электромагнитного поля» УФН 162 (12) 165–174 (1992)
  13. В.И. Ритус «Конечное значение затравочного заряда и связь отношения постоянных тонкой структуры физического и затравочного зарядов с нулевыми колебаниями электромагнитного поля в вакууме» УФН 192 507–526 (2022)
  14. А.Г. Шалашов, Е.Д. Господчиков «О структуре уравнений Максвелла в области линейного взаимодействия электромагнитных волн в плавнонеоднородных анизотропных и гиротропных средах» УФН 182 157–171 (2012)
  15. Н.Н. Розанов «Униполярный импульс электромагнитного поля при равномерном движении заряда в вакууме» УФН 193 1127–1133 (2023)
  16. С.А. Афанасьев, Д.И. Семенцов «Потоки энергии при интерференции электромагнитных волн» УФН 178 377–384 (2008)
  17. Э.Г. Локк «Угловая ширина луча при дифракции на щели волны с неколлинеарными групповой и фазовой скоростями» УФН 182 1327–1343 (2012)
  18. А.Г. Шалашов, Е.Д. Господчиков «Импедансный метод решения задач распространения электромагнитных волн в анизотропных и гиротропных средах» УФН 181 151–172 (2011)
  19. В.И. Ритус «Лагранжевы уравнения движения частиц и фотонов в шварцшильдовском поле» УФН 185 1229–1234 (2015)
  20. А.В. Вашковский, Э.Г. Локк «Возникновение отрицательного коэффициента преломления при распространении поверхностной магнитостатической волны через границу раздела сред феррит-феррит-диэлектрик-металл» УФН 174 657–662 (2004)

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