Исследование ориентационных эффектов при взаимодействии отрицательных ионов с ультракороткими импульсами электромагнитного поля

• Автор: Юлкова, Виктория Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Обзор методов расчета
1.1 Ультракороткие импульсы
1.2 Переизлучение ультракороткого импульса атомом
1.3 Рассеяние сверхкоротких лазерных импульсов
1.4 Рассеяния ультракороткого импульса на свободном электроне
1.5 Выводы к главе
Глава 2 Электронные спектры ионизации отрицательных ионов при взаимодействии с аттосекундными импульсами
2.1 Отрицательные ионы и модель потенциалов нулевого радиуса
2.2 Расчет электронных спектров ионизации
2.3 Расчет вероятности ионизации отрицательного иона
2.3 Сравнение вероятности ионизации в приближении потенциалов
нулевого радиуса с вероятностью ионизации в приближении
потенциалов конечного радиуса
2.5 Выводы к главе
Глава 3 Спектр переизлучения отрицательного иона при взаимодействии с ультракоротким импульсом
3.1 Расчет полного спектра излучения отрицательного иона
3.2 Расчет диаграмм направленности
3.3 Сравнение спектра переизлучения и спектра ионизации
3.4 Сравнение спектров переизлучения отрицательного иона и
водородоподобного атома
3.5 Выводы к главе
Глава 4 Ориентационные эффекты в неупругих процессах взаимодействия ультракоротких импульсов с молекулярными ионами
4.1 Ориентационные эффекты при взаимодействии положительного молекулярного иона водорода с ультракоротким импульсом.
4.2 Расчет переизлучения молекулярного отрицательного иона при взаимодействии с ультракоротким импульсом
4.3 Сравнение спектров переизлучения
4.4 Выводы к главе
Заключение
Приложение А
Приложение В
Приложение С
Приложение Б
Приложение Е
Литература
Введение
Одной из актуальных задач современной физики является изучение поведения вещества в сверхсильных электромагнитных полях. Например, проводятся эксперименты, позволяющие исследовать поведение наночастицы, водных капель миллиметрового размера при их взаимодействии с фемтосекундным лазерным импульсом. Однако особенностью экспериментов в области фемто- и аттофизики является сложность их интерпретации. Поэтому необходимо сначала развить теорию, описывающую фундаментальные процессы. Большой интерес, проявляемый к ультракоротким импульсам, определяется тем, что они дают возможность изучать явления микромира, которые происходят за времена порядка фемтосекунд и менее. Также в последнее время широко изучаются процессы с участием отрицательных ионов, которые имеют важное значение в донорно-акцепторных взаимодействиях, окислительно-восстановительных реакциях. Описание взаимодействия отрицательных ионов с излучением имеет большое практическое значение. Светимость Солнца в основной части спектра обуславливается процессами образования отрицательного иона водорода. На свечении ночного неба отражается фотоприлипание электрона к атому кислорода. Существенным образом на холодную часть газового разряда влияет фоторазрушение отрицательных ионов. Характерное время движения слабосвязанного электрона в отрицательном ионе существенно превышает таковое для атомов (г~10‘17с), но не превышает длительность ультракороткого импульса (г~10'18с). Малая продолжительность такого импульса позволяет использовать приближение внезапных возмущений. В рамках данного приближения в работе рассмотрены процессы переизлучения и ионизации ультракороткого импульса электромагнитного поля при взаимодействии с анионом. Для описания отрицательного иона применялся метод потенциалов нулевого радиуса. Данная работа посвящена теоретическому исследованию ориентационной зависимости

В данной работе авторами была выбрана функция «мексиканская шляпа» (т=2) в силу того, что она является хорошим приближением для ультракоротких импульсов и позволяет аналитически интегрировать уравнения движения.
В рамках модели плоских электромагнитных волн ультракороткой длительности пренебрегается поперечная неоднородность лазерного пучка и влияние пондеромоторной силы. Внешнее поле, в котором движется заряд описывается потенциалом
Ам(х) = h(ep)eM, ер = {кх), (1.88)
где =(1,0,0,0) - вектор линейной поляризации, rf =(1,0,0,1) - единичный
направляющий вектор волны, км = пм I с, {кх) = t-z / с - фаза волны, Ыер) -функция, задающая форму вейвлета. Тензор электромагнитного поля
рму _ ff,v—s = k»ev - Ve». (1.89)

Уравнение движения имеет вид
тхм =^FMx)kv, (1.90)

здесь производная вычисляется по собственному времени s. Начальные условия выбираются в виде
х"(0) = 0, xf‘(0) = Vf‘. (1.91)
Перепишем уравнение движения
—( тхр + —кем^ = ——км(ех), (1-92)
ds{ с ) с дер
где свертка с вектором кр дает первый интеграл движения (fcc) = (kV).
Следовательно, ф = (kV) и ер = (kV)s . При скалярном умножении на ем
полученного уравнения движения, получаем:

v с j

/ m(ex) +—h =0 (1-93)