Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

prowadzący: Mateusz Goryca, Wojciech Wasilewski

Zasady:

  • 6 tygodni zajęć O + 7 tygodni FCS
  • Ćwiczenia rozszerzające lub ilustrujące
  • Obowiązkowe prace domowe (zamiast kolokwiów, dopuszczają do egzaminu)
  • Egzamin pisemy + ustny: pytania z listy oraz zadania domowe - trzymać!
  • Zasady zaliczania: 30% zadania domowe, 30% egz. pisemny, 40% egz. ustny
  • Zaliczenie samego wykładu na postawie obecności i (>db) zadań domowych oraz (>db+) odpowiedzi.
  • Ocena końcowa: średnie O i FMS

Program części "O"

  1. Pole E-M: przypomnienie i rozszerzenie, uśrednianie po zespole i spójność
  2. Funkcja Wignera
  3. Kwantowe pole E-M. Interferencja "kwantowa", parametryczny podział częstości
  4. Atom izolowany w klasycznym polu, polaryzacja
  5. Atom w polu kwantowym
  6. Efekty nieliniowe - wielofotonowe, spowalnianie i zatrzymywanie światła
  7. Cząsteczki - poziomy energetyczne i przejścia

Literatura

  • Physics 285b. Modern Atomic and Optical Physics II
  • Rezonans optyczny / L. Allen, J. H. Eberly, K. Rzążewski ; [z jęz. ang. tł. oraz uzup. paragrafem 7,6 i rozdziałami 10, 11 Kazimierz Rzążewski]
  • Mechanika kwantowa : teoria nierelatywistyczna / L. D. Landau, E. M. Lifszic
  • Nonlinear optics / Robert W. Boyd.

Wykład 1

  • Opis fal elektromagnetycznych: spójność, interferencja
  • Funkcja Wignera dla światła
  • Pojęcie modu na przykładach: płytka 50/50, impuls gaussowski
Zadanie domowe: widmo lasera z losowo zaburzoną fazą slajd 16
  • uzasadnić toższamość nateżenia widmowego I(ω) z transformatą funkcji korelacji G_1 (dla dowolnego G_1)
  • wyliczyć G_1 - uzasadnić wynik ze slajdu 12 a w szczególności znaleźć postać P(k,τ). t_c jest średnim czasem między przeskokami.
  • wyliczyć nateżenia widmowe światła zaburzonego I'(ω)
WdO15L1a.pdf

WdO15L1b.pdf

Wykład 2

  • Kwantowanie pola
  • Podstawowe stany
  • Detekcja homodynowa
  • Interferencja
  • SPDC
Zadanie domowe: oblicz jak przekształca się funkcja Wignera przy pełnym obiegu rezonatora oraz zaproponuj funckje, która się nie zmienia- slajd 31

WdO15L2.pdf

Wykład 3

  • Atom
  • Atom 2 poziomowy w polu fali E-M
WdO15L3.pdf

Wykład 4

  • Model Jaynesa–Cummingsa
  • Relaksacja i niespójne oddziaływanie z polem
  • Spowalnienie i zatrzymywanie światła
WdO15L4.pdf

Wykład 5

  • Eliminacja adiabatyczna
  • Procesy nieliniowe
  • Chłodzenie i pułapkowanie, BEC, pułpka jonowa
  • Emisja spontaniczna
WdO15L5.pdf

Wykład 6

  • Cząsteczki
WdO15LCz.pdf

Wykład 7

Wykład: WdFMS15_W7.pdf

Ćwiczenia i zadania domowe: WdFMS15_C7.pdf

Wykład 8

Wykład: WdFMS15_W8.pdf

Ćwiczenia i zadania domowe: WdFMS15_C8.pdf

Wykład 9

Wykład: WdFMS15_W9.pdf

Ćwiczenia i zadania domowe: WdFMS15_C9.pdf

Wykład 10

Wykład: WdFMS15_W10.pdf

Ćwiczenia i zadania domowe: WdFMS15_C10.pdf

Wykład 11

Wykład: WdFMS15_W11.pdf

Ćwiczenia i zadania domowe: WdFMS15_C11.pdf

Wykład 12

Wykład: WdFMS15_W12.pdf

Ćwiczenia i zadania domowe: WdFMS15_C12.pdf

Wykład 13

Wykład: WdFMS15_W13.pdf

Zadania domowe i egzamin

Ustny

część "O" - można sie spodziewać pytań o zadania domowe i zadania z egzaminu oraz:

dst:

  1. obliczyć średni moment dipolowy w dowolnym stanie czystym atomu dwupoziomowego mając dany <0|r|1>. Jak z <0|r|1> odczytać polaryzacje emitowanego promieniowania? Zaznaczyć stany na sferze Blocha, rozpoznać współrzędne proporcjonalna do momentu dipolowego. Skonstruować stan mieszany o zerowym momencie dipolowym i zaznaczyć go na sferze.
db:
  1. Co to jest jeden foton? Czy można jakoś wytworzyć taki obiekt? Jaka jest jego energia?
  2. Oscylacje Rabiego
  3. Energia i stany własne cząsteczki dwuatomowej
bdb:
  1. Skonstruować dowolny zlokalizowany w przestrzeni stan jednofotonowy. Jak przewidzieć ewolucje tego stanu?
  2. Omówić przestrzenną interferencję 2 fotonów. (wykład 2, slajdy "Przykład: interferencja 2 fotonów" oraz "interferencja 2002" oraz jako podstawa "Przykład: zwykła interferencja") Wyjaśnić jakiego rodzaju wzory interferencyjne można obserwować, kiedy i od jakiego rodzaju fazy są zależne.
  3. Omówić zasadę działania pułapki dipolowej, tzn. streścić wyprowadzenie z naciskiem na uzasadnienie dla jakich częstości lasera będzie to rzeczywiście pułapka a dla jakich laser będzie odpychał atomy.
  4. Emisja spontaniczna. W jakim kierunku i jak szybko emitowane są fotony? (dowolną metodą).
  5. Wyjaśnić co to jest stan ciemy atomu 3-poziomowego
-- WojciechWasilewski - 2015-10-06
Topic attachments
I Attachment Action Size Date Who Comment
PDFpdf WdFMS15_C10.pdf manage 47.2 K 2015-12-24 - 11:46 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_C11.pdf manage 35.0 K 2016-01-18 - 15:30 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_C12.pdf manage 37.2 K 2016-01-24 - 17:14 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_C7.pdf manage 58.6 K 2015-12-05 - 10:09 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_C8.pdf manage 35.7 K 2015-12-05 - 10:09 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_C9.pdf manage 43.5 K 2015-12-12 - 12:54 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_W10.pdf manage 2245.7 K 2015-12-24 - 12:00 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_W11.pdf manage 2481.2 K 2016-01-18 - 15:35 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_W12.pdf manage 6204.0 K 2016-01-24 - 17:15 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_W13.pdf manage 2214.6 K 2016-02-03 - 21:43 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_W7.pdf manage 2386.1 K 2015-12-05 - 11:12 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_W8.pdf manage 5620.5 K 2015-12-05 - 11:10 MateuszGoryca  
PDFpdf WdFMS15_W9.pdf manage 3105.2 K 2015-12-12 - 13:17 MateuszGoryca  
PDFpdf WdO15L1a.pdf manage 985.8 K 2015-10-07 - 10:24 WojciechWasilewski Wykład 1 (WW)
PDFpdf WdO15L1b.pdf manage 96.3 K 2015-10-07 - 10:24 WojciechWasilewski Wykład 1 (WW)
PDFpdf WdO15L2.pdf manage 2039.4 K 2015-10-14 - 17:23 WojciechWasilewski  
PDFpdf WdO15L3.pdf manage 1092.4 K 2015-10-23 - 12:45 WojciechWasilewski  
PDFpdf WdO15L4.pdf manage 1087.4 K 2015-10-28 - 17:36 WojciechWasilewski  
PDFpdf WdO15L5.pdf manage 2765.9 K 2015-11-04 - 17:59 WojciechWasilewski  
PDFpdf WdO15LCz.pdf manage 9439.9 K 2015-11-18 - 11:59 WojciechWasilewski  
Topic revision: r20 - 2016-09-30 - 12:36:12 - WojciechWasilewski
 
This site is powered by the TWiki collaboration platformCopyright © by the contributing authors. All material on this collaboration platform is the property of the contributing authors.
Ideas, requests, problems regarding TWiki? Send feedback