Тороидные моменты и модели оптически активных сред

• Автор: Азанов, Станислав Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание

Глава 1. Введение
Глава 2. Современное состояние проблемы
2.1. Молекулярная теория оптической активности
2.2. Феноменологическая теория
2.3 Квантово-механическая теория
2.4. Искусственные хиральные среды
2.5. Роль и применение оптической активности
2.6. Установки для исследования гиротропных сред на СВЧ
2.7. Цели и задачи диссертационной работы
Глава 3. Тороидные моменты и теория оптической активности
3.1 Структурные элементы гиротропной среды
3.2. Поляризация структурного элемента среды во внешнем поле
3.2.1. Дипольный и тороидный моменты структурного элемента среды
3.2.2. Пространственная и временная четность тороидного и дипольного моментов
3.2.3. Связь между тороидными и дипольными моментами и вызвающими их полями
3.2.4. Симметрия тензорных восприимчивостей
Глава 4. Вращательная способность среды
4.1. Изотропная оптически активная среда
4.2. Распространение электромагнитных волн в анизотропной хиральной среде
4.3 Классификация оптически активных молекул
4.4. Распространение электромагнитных волн в однородной среде
Глава 5. Расчет вращательной способности хиральных структур по тороидной поляризации в однородном поле
5.1. Расчет тороидной поляризации искусственного хирального
композита
5.1.1. Расчет тороидной поляризации диэлектрической спирали воднородном
поле
5.1.2.Угол поворота плоскости поляризации СВЧ волны, прошедшей через искусственный диэлектрический композит
5.1.3 Дипольный момент хирального композита
5.2. Численный расчет тороидной поляризуемости хиральных объектов
5.2.1. Поляризация системы взаимодействующих электрических диполей во внешнем
поле
5.2.2 Симметрия восприимчивостей для системы взаимодействующих электрических
диполей
5.2.3. Расчет удельных углов [а] для ряда молекул

Глава 6. Исследование вращательной способности искусственных хиральных композитов активных на СВЧ диапазоне радиоволн
6.1 Экспериментальная установка
6.2. Приемная антенна
6.3. Методика измерения угла поворота плоскости поляризации СВЧ
волны приемной антенной
6.4. Изготовление хиральных образцов
6.5. Результаты экспериментов
Заключение
Список литературы
Приложение

1. Введение
Всякая плоская монохроматическая электромагнитная волна обладает определенной поляризацией. Выберем ось г по направлению распространения волны. Тогда электрическое поле Е волны может быть в общем случае записано в виде [1]:
Ех = (кг) + у) (1)
Еу = ±Ь2 зш(йУ - (кг) + у) , где >0. В зависимости от значения амплитуд и Ъ2 различают следующие типы поляризации волны: 1) эллиптическая, 2) круговая, 3) плоская. Значение параметров указаны в табл. 1, названия поляризаций (правая или левая) соответствуют знаку + или - в выражении Еу.
Табл.1. Значение параметров Ь и Ь2 для разных типов поляризаций
Тип поляризации волны Ь1 и Ь2 знак
Эллиптическая, правая/левая Ь ф 0, Ь2 Ф 0, Ь *ь2 +/-
Круговая правая/левая Ь[ =Ь2фО +/-
Линейная (плоская) Ь = 0, Ь2фО или Ь ф 0, Ь2 = 0
Выражения для электрического поля (1) могут быть представлены в комплексном виде:
Ёкг-Ш-у) (2)
где Ь — Ь + /Ь2, а Л] и Ь2- два вещественных взаимно перпендикулярных вектора.
Иногда вводят комплексную амплитуду электрического поля:

Действительно, подставляя в интеграл pqxiV выражение (3.3), получаем:

- с1мр(р(1У.

Это выражение мы можем представить в виде:
- <Цур(рс1У = -сИу(р<р)с1У + {рЧ(р)с1У . (3.8)
V V V
Первый интеграл справа в (3.8) может быть преобразован по теореме Гаусса:
сИ(р(р)(1У = §(р(рс!!$). (3.9)
V »V
Предполагаем, что на поверхности структурного элемента р> - 0, поэтому можем считать, что и сам интеграл (3.9) равен нулю. Учитывая, что
Уср = -Ё - — А, окончательно получаем: с
р<рс1У = -(рЁ)с1У--р2с1У, (3.10)
V V СУ
Проведя аналогичные преобразования в интеграле - — 1(уА)с/У, получим:

- - (]А)с1У = - /рАс/У - тН(1 У. (3.11)
С у Су у
Объединяя (3.10, 3.11) получаем энергию взаимодействия системы электрических и магнитных диполей с внешним полем:
и = -[р(гЁ(г) + т(?,()Н(г,0]с1У. (3.12)

Поэтому вместо рассмотрения / и р , возникающих в структурной единице среды под действием внешнего поля, можно рассматривать систему электрических и магнитных дипольных моментов, возникающих в этой структурной единице.