Читать онлайн «Специальные разделы математической физики. Часть II. Электромагнитные волны в движущихся линейных средах: Учебное пособие»

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики Кафедра фотоники и оптоинформатики СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАЗДЕЛЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ Часть II. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В ДВИЖУЩИХСЯ ЛИНЕЙНЫХ СРЕДАХ Учебное пособие по дисциплине «Фотоника и оптоинформатика» Санкт-Петербург 2006 1 УДК 538. 56 «Специальные разделы математической физики. Часть II. Электромагнитные волны в движущихся линейных средах» СПб: СПбГУ ИТМО, 2006 – 38 с. АННОТАЦИЯ На основе дифференциальных уравнений Максвелла и материальных уравнений Минковского систематически изложена теория электромагнитных волн в движущихся линейных средах с включением актуальных вопросов современной оптики (геометрическая оптика движущихся сред, эффект Ферми, детектирование движущихся объектов- «невидимок»). Методы решения задач используют теорию возмущений и асимптотические подходы. Включены задания для самостоятельного решения. Пособие предназначено для студентов, специализирующихся в области фотоники и оптоинформатики, а также в других областях оптического профиля. Учебное пособие одобрено к изданию на заседании факультета фотоники и оптоинформатики, протокол № 3 от 27. 11. 2006 г. © Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, 2006 © Н. Н. Розанов, 2006 2 Содержание 1. Введение ……………………………………………………………... ……… 4 2. Дифференциальные уравнения электродинамики сплошных сред …. . …. . 5 3. Ковариантная форма дифференциальных уравнений электродинамики сплошных сред ………………………………. . ………… 8 4. Материальные уравнения электродинамики сплошных сред …. . ………... 9 5. Материальные уравнения электродинамики движущихся сред …. . ……. 11 6. Эффект Френеля–Физо ……………………………………………. . ……… 13 7. Неоднородность скорости движения среды ………………………. . ……. . 14 8. Геометрическая оптика движущихся сред …………………………. . …… 16 8. 1. Исходные соотношения и уравнение эйконала ……………. …… 16 8. 2. Энергетические соотношения и траектории лучей ………. ……. . 18 8. 3. Поляризационные эффекты ……………………………. . ………... 20 9. Невзаимные волноводы и линзы …………………………………. . ……… 23 10. Рассеяние света на неоднородностях скорости движения среды . ……. . 25 10. 1. Малые размеры неоднородностей …. . …………………………... 29 10. 2. Неоднородность цилиндрической формы ………………. ……. . 33 11. Оптическое детектирование движущихся объектов-«невидимок» …... . 36 Литература ……………………………………………………………… 38 3 1. Введение Теория электромагнитных волн служит основой современной оптики и лазерной физики. Этому классическому вопросу посвящены многие учебники и монографии [1-9].