Эффекты взаимодействия поверхностных мод в диэлектрических и оптических свойствах тонкодисперсных систем

• Автор: Ванин, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Глава I. ДЛИННОВОЛНОВОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ

1.1. Электромагнитное излучение в неоднородной среде

1.2. Поляризуемость частицы с тонким поверхностным слоем

1.3. Поляризуемости сферических частиц в группе

1.4. Рассеяние и поглощение света на частицах

Глава II. ВКЛАДЫ СИЛ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

II. 1. Прямое определение корреляционной функции в теории дисперсионных сил

П.2. Вклады сил Ван-дер-Ваальса в корреляционные функции и локальные величины вблизи плоской границы раздела
Н.З. Влияние поверхностных слоев на сферических частицах на корреляционные функции и профили локальных величин в среде
П.4. Зависимость поверхностного натяжения от радиуса частицы в макроскопической теории дисперсионных сил

Глава III. ВЛИЯНИЕ АДСОРБЦИИ НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ТОНКОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ

III. 1. Силы Ван-дер-Ваальса в конденсированных системах
Ш.2. Оценки влияния адсорбции на взаимодействия частиц, частиц с атомами и атомов вблизи частицы
Ш.З. Силы Ван-дер-Ваальса в биологических системах
Глава IV. ПОГЛОЩЕНИЕ, РАССЕЯНИЕ И ЭКСТИНКЦИЯ В ТОНКОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ
IV. 1. Влияние адсорбции на поглощение света малыми частицами
IV.2. Влияние поверхностного слоя на мелкодисперсных включениях на оптику среды
IV.3. Экстинкция света на группах сферических частиц IV.4. Рассеяние света группами сферических частиц
IV.5. Сужение спектра генерации широкополосного лазера при внутрирезонаторном рассеянии излучения на аэрозоле
Глава V. КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА НА МОЛЕКУЛАХ АДСРБИРОВАННЫХ НА ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦАХ
V.l. Влияние поверхностного слоя на усиление KP на молекулах, адсорбированных на сферических частицах
V.2. Усиление комбинационного рассеяния света на молекулах, адсорбированных на группах сферических частиц
V.3. Усиление KP на молекуле адсорбированной на сферической частице (микроскопическая теория)
V.4. Усиление KP на молекуле адсорбированной на группе сферических частиц (микроскопическая теория)
V.5. Комбинационное рассеяние света на наноструктурах с поверхностным слоем и квантовые эффекты ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы. Актуальность теоретического исследования диэлектрических характеристик тонкодисперсных конденсированных систем и сред обусловлена рядом их необычных свойств, недостаточно полным их теоретическим описанием и активным использованием в современных технологиях. Представляет значительный интерес исследование термодинамических характеристик веществ в неоднородных конденсированных системах. Еще не полностью решены проблемы взаимодействия тонкодисперсных частиц друг с другом, атомами и молекулами и взаимодействия атомов и молекул вблизи сильно искривленной поверхности. Имеется ряд серьезных вопросов в оптике тонкодисперсных частиц. Недостаточно ясно как корректно описывать частицы с поверхностным слоем. Есть вопросы о роли поверхностных слоев и объединения частиц в группы в формировании спектров рассеяния, поглощения и экстинкции. Это особенно важно в связи с оптическими методами записи информации. Нет полной ясности в механизмах усиления комбинационного рассеяния на молекулах адсорбированных на тонкодисперсных частицах.
Длинноволновое электромагнитное поле является источником сил Ван-дер-Ваальса, которые определяют поведение одновременных корреляционных функций на больших расстояниях [27], [58], [30].
Исчерпывающее изложение теории сил Ван-дер-Ваальса и их вкладов в термодинамические величины дано в монографии [30]. Оно определяет и профили локальных величин на больших расстояниях от неоднородностей. Вклад сил Ван-дер-Ваальса в корреляционную функцию плотность числа частиц - плотность числа частиц был получен впервые в работах [67], [68] , [69], [83] для классических систем с парным потенциалом взаимодействия, а затем в работе [63], [6] для систем с взаимодействием через

1ГПП/„ _ 1 ^(**1 2 А Г» (гг ГП1 Л ^ е(Г1’/£У»)
( 1 ?^2) ~ 2“2,®* ДДиЛ1).1^1®,.)-Г~2- - „т , 1Ч
2лс о оу (И. 11)
где АОар(г1,г2,/<у„) - разность температурной функции Грина
длинноволнового излучения в среде с неоднородностью и функции Грина в соответствующей однородной среде (с параметрами среды данной точки неоднородной среды). Вследствие неоднородности среды возникает вклад сил Ван-дер-Ваальса в профиль плотности числа частиц
л ч 1 V1 2Д~ , . ч5 £-(г,,/«„)
^(Г|) = г-т1®л ЬОаа(гх,г2,тп)
2гс о оу (Д. 12)
Вклад сил Ван-дер-Ваальса в корреляционную функцию поляризации имеет следующий вид
&К№(гиг2) = —-1 ^„4« (г,, г2, г юп )(е(г, ,/«„)- 1Х^(г2 ,шп)- 1)1 •
(4 к с) к=0 (11.13)
Выше в суммах по п член с п=0 берется с коэффициентом 1/2.
Формулы (П.9) - (11.13) дают общий вид Ван-дер-Ваальсовых вкладов в корреляционные функции и плотность числа частиц на расстояниях значительно превосходящих радиус корреляций и, или на расстояниях от неоднородности, значительно превосходящих радиус корреляций и допускают дальнейшие оценки в ряде предельных случаев.