电磁波在含时磁电介质中的传播

发布时间：2017-04-27 10:13

  本文关键词：电磁波在含时磁电介质中的传播，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,对磁电材料的研究变得越来越热,它最初由朗道提出,后来被三氧化二铬实验所证实。现在多铁材料得到了很大发展,已经把电磁波在磁电介质中传播的相关理论应用到多铁材料中,理论上,含时磁电介质在处理axion电动力学和拓扑表面态具有重要意义。随着科技发展,电磁波在各种复杂介质中的传播理论需求不断加大,特别是非稳态介质,随时间变化的介质中的电磁波传播问题变得越来越热。本文中,主要研究了电磁波在含时介质中传播的经典现象和量子现象。当介电常数和磁导率随时间变化时,电磁波在其中传播,电磁波有变频效应,而且在量子层面具有含时的磁导率、介电系数的系统中,用LR不变量算符法量子化该系统,我们得到了系统的哈密顿量和精确的波函数,计算出振幅p和动量q的测不准度随时间发生变化的规律。我们通过计算得到了在线性含时介质中,特殊量子态下的不确定度,并就三种简单情况进行详细描述,得到了新的含时测不准度。电磁波在含时磁电介质中传播时,由于磁电介质中含时的磁电耦合系数??t?的时间变化率而出现新的物理现象,介质中光的时间部分满足的运动方程类似于具有含时阻尼的谐振子模型。在经典层面,通过理论分析,当电磁波入射到时间不连续的磁电介质中时,我们得到了和磁电耦合系数??t?的时间变化率有关的双折射现象,双折射的两支可以引起时间法拉第旋转。在量子层面,我们得到了精确的概率密度函数,可以被认为是含时阻尼谐振子的运动方程的振幅取值几率,分析了由于磁电耦合系数的线性时间变化率?的不同,导致了概率密度波函数的改变,并阐释了具体的物理意义。
【关键词】：含时 磁电介质 时间双折射 电磁场量子化 LR不变量法 测不准度
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN011
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 电磁波在含时介质中传播的研究意义9-10
• 1.3 电磁波在含时介质传播的研究历史10-12
• 1.4 具有磁电耦合效应的多铁材料研究的新进展12-13
• 第二章 电磁波在无源线性介质中传播的理论基础13-16
• 2.1 电磁波在普通无源线性介质中传播的经典图像13-14
• 2.2 在线性介质传播的单模电磁波量子化14-16
• 第三章 电磁波在线性含时介质中的传播16-29
• 3.1 电磁波在线性含时介质中传播的经典图像16-20
• 3.1.1 电磁波在线性含时介质中满足的运动方程16-18
• 3.1.2 可实现电磁波的红移蓝移的简单含时介质举例18-20
• 3.2 电磁波在线性含时介质传播的量子描述20-28
• 3.2.1 电磁波在线性含时介质中的量子化过程21-24
• 3.2.2 电磁波在线性含时介质中的测不准度24-25
• 3.2.3 几种简单含时介质中的波函数及测不准度求解25-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第四章 电磁波在含时磁电介质中的传播29-45
• 4.1 电磁波在含时磁电介质中的传播的经典图像29-36
• 4.1.1 磁感应强度矢量满足的运动方程29
• 4.1.2 电磁波在含时磁电介质中的时间双折射现象29-34
• 4.1.3 矢势A的运动方程34-36
• 4.2 电磁波在含时磁电介质中量子化36-43
• 4.2.1 时间双折射的两束圆偏振光的量子化过程37-38
• 4.2.2 左右旋圆偏振光的量子结果比较38-43
• 4.3 关于磁电耦合系数对整个电磁波系统的影响讨论43-44
• 4.3.1 经典层面43
• 4.3.2 量子层面43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 结论45-47
• 参考文献47-50
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单50-51
• 致谢51

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