Взаимодействие излучения с веществом

Курс лекций по лазерной физике: Учебное пособие для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся по оптике, лазерной физике. Изложены физические законы, процессы и явления, связанные с взаимодействием излучения с веществом в его различных состояниях: конденсированная среда, газ, плазма, которой уделено наибольшее внимание. В качестве общего фундаментального закона, управляющего равновесным излучением, обсуждается формула Планка и следствия из неё в макро-, микро- и мегамире. Как следствие формулы Планка в представлении Эйнштейна применительно к двухуровневой квантовой системе описывается лазерный эффект (усиление света) и оптические квантовые усилители. На примере задачи о заполненной фотонами зеркальной полости с расширяющимися стенками обсуждается проявление формулы Планка в масштабах Вселенной. Обсуждаются параметры, основные свойства и особенности классической, а также квантовой (вырожденной) плазмы: условие вырождения, температура вырождения, концентрация электронов и их максимальная энергия (энергия Ферми). Рассмотрены основные величины и процессы, связанные со столкновениями частиц в плазме. С помощью системы уравнений Максвелла описаны параметры, явления и законы, характеризующие прохождение электромагнитных волн сквозь плазму. Проанализировано соотношение между давлением лазерного света и давлением плазмы, созданной этим светом вблизи поверхности мишени. Рассмотрены туннельная и лавинная ионизации как примеры лазерной ионизации атомов нейтрального газа. Обсуждаются достижения и проблемы управляемого лазерного термоядерного синтеза (ЛТС): термоядерные D-D и D-T реакции, роль туннельного эффекта в процессе слияния сталкивающихся ядер, лазерное всестороннее сжатие и разогрев сферической мишени, пороговая энергия лазерного импульса, необходимого для энергетически выгодного ЛТС. Курс рассчитан на студентов старших курсов, а также аспирантов и преподавателей физических факультетов университетов.