Μάθημα : Κβαντική Οπτική και Lasers

1 Εισαγωγή στην κβαντική ϕύση του ϕωτός. 1
1.1 Μέλαν σώμα και συναϕείς έννοιες. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Πυκνότητα ενέργειας ΗΜ ακτινοβολίας
σε στοιχειώδη περιοχή συχνότητας,
μέλανος σώματος σε θερμοδυναμική ισορροπία, ρ(ν, T)dν:
Νόμος του Planck
και σύγκριση με τις προσεγγίσεις των
Rayleigh-Jeans και Wien.
Υπεριώδης καταστροϕή και
πρόβλημα μακρινού υπερύθρου. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Δύο διατυπώσεις του νόμου Stefan-Boltzmann:
(1) πυκνότητα ενέργειας ϱ(T), και
(2) ένταση ακτινοβολίας I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4 Εξισώσεις Maxwell. Διατύπωση με όρους ολικού ϕορτίου και ολικού
ρεύματος. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5 Συνοριακές συνθήκες σε διεπιϕάνεια. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.6 ΄Υπαρξη ΗΜ κυμάτων όταν ρ = 0, ⃗ J = ⃗0. . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.7 Πεδία εντός ιδανικού αγωγού. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.8 Πεδία στο σύνορο ιδανικού αγωγού. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.9 Πεδία σε κοιλότητες. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.10 Κανονικοί τρόποι ΗΜ κύματος σε ορθογώνια κοιλότητα. . . . . . . . 25
1.11 Στοιχειώδης αριθμός κανονικών τρόπων ΗΜ πεδίου ανά στοιχειώδες
διάστημα συχνότητας, g(ν) = dN/dν. . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.11.1 1η περίπτωση: Περιοδικές Συνοριακές Συνθήκες. . . . . . . . 30
1.11.2 2η περίπτωση: Σε ορθογώνια κοιλότητα. . . . . . . . . . . . . 32
1.12 Απόδειξη του κλασικού νόμου Rayleigh-Jeans από το θεώρημα ισο-
κατανομής ενέργειας και το g(ν) = dN/dν. ῾῾Υπεριώδης καταστροϕή᾿᾿. 33
1.13 Απόδειξη του νόμου Planck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.14 Απόδειξη νόμου μετατοπίσεως Wien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.15 Φωτοηλεκτρικό ϕαινόμενο. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.16 Αναϕορές 1ου Κεϕαλαίου. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48