Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом (173,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 537.8(075.8) ББК 22.336.3 я73 Т19 Печатается по решению кафедры теоретической и вычислительной физики Физического факультета Южного федерального университета (протокол № 17 от 11 июня 2024 г.) Рецензенты: профессор кафедры «Физика» Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), доктор физико-математических наук Б. М. Лагутин; главный научный сотрудник «Лаборатории абсорбционной рентгеновской спектроскопии» Института физики Южного федерального университета, доктор физико-математических наук В. Г. Власенко Таранухина, А. И. Т19 Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом : учебное пособие / А. И. Таранухина, П. Е Тимошенко ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2025. – 115 с. ISBN 978-5-9275-1875-3 Учебное пособие основано на материале курса лекций «Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом», который профессор Ростислав Викторович Ведринский (1939–2010) читал студентам магистратуры физического факультете Южного федерального университета. Представление материала в виде лекций позволило сравнительно кратко изложить идеи физических основ и математического аппарата, используемого в важном разделе современной физики, в разработку которого значительный вклад внес Ростислав Викторович и его ученики. Основное внимание уделено процессам рассеяния, поглощения и распространения в твердых телах рентгеновского излучения в диапазоне от 100 эВ до нескольких кэВ. В нерелятивистском подходе рассмотрены такие вопросы, как постановка задачи рассеяния рентгеновских квантов атомами и определение амплитуды их рассеяния; описание реконструкции электромагнитной волны в кристалле с использованием информации об амплитуде рассеяния; описание процесса фотопоглощения и теории тонкой структуры спектров поглощения твердых тел. Адресовано студентам старших курсов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлениям 03.03.02 и 03.04.02 «Физика» и другим естественно-научным направлениям, специализирующимися в области физики твердого тела и рентгеновской спектроскопии. УДК 537.8(075.8) ББК 22.336.3 я73 ISBN 978-5-9275-1875-3 © Южный федеральный университет, 2025 © Таранухина А. И., Тимошенко П. Е., 2025

Стр.3

ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1. Стационарное описание процессов рассеяния электромагнитного излучения ........................................................... 5 1.1. Классический подход к описанию упругого рассеяния ................. 8 Глава 2. Описание процессов рассеяния электромагнитного излучения в нестационарном подходе .................................................................. 19 2.1. Квантование свободного электромагнитного поля ........................ 19 2.2. Оператор электрон-фотонной системы. «Золотое правило» Ферми ................................................................. 29 Глава 3. Нормальное и аномальное рассеяние электромагнитного излучения атомом. Тензоры амплитуд нормального и аномального рассеяния .................................................................... 32 3.1. Атомная амплитуда и тензор амплитуды нормального рассеяния ............................................................................................. 32 3.2. Атомная амплитуда и тензор амплитуды аномального рассеяния ............................................................................................. 38 Глава 4. К вопросу о поляризации электромагнитного излучения .......... 50 Глава 5. Атомное сечение поглощения электромагнитного излучения... 54 Глава 6. Сечение поглощения излучения в веществе и функция Грина одноэлектронного уравнения Шредингера ..................................... 58 6.1. Спектральная плотность состояний ................................................. 60 6.2. Связь спектральной плотности состояний с функции Грина ........ 63 3

Стр.4

6.3. Качественное описание процесса фотопоглощения…………...66 6.4. Метод многократного рассеяния в формализме функции Грина………………………………………………………………71 6.5. Применение метода многократного рассеяния в формализме функции Грина в теории спектров поглощения……………..…76 Глава 7. Распространение и полное внешнее отражение рентгеновского излучения………………………………………..84 7.1. Почему уравнения Максвелла можно использовать для описания процессов распространения независимых фотонов?..........................................................................................84 7.2. Почему методы электродинамики сплошных сред могут быть использованы при описании процессов распространения коротковолнового рентгеновского излучения в веществе?.......90 7.3. Элементарная теория процесса распространения рентгеновского излучения в однородной среде как процесса многократного рассеяния рентгеновских фотонов…………….95 7.4. Как рентгеновское излучение распространяется в среде и как оно отражается от поверхности среды при различных углах падения?........................................................................................102 Список литературы…………………………………………………112 Обозначения и сокращения………………………………………..114 4

Стр.5