Daniel Franta Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Podobné dokumenty
Daniel Franta. jaro Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Daniel Franta. jaro Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Daniel Franta Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.

Obsah PŘEDMLUVA...9 ÚVOD TEORETICKÁ MECHANIKA...15

3 Posunovací operátory, harmonický oscilátor

Fyzika laserů. 7. března Katedra fyzikální elektroniky.

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

Fyzika IV. -ezv -e(z-zv) kov: valenční elektrony vodivostní elektrony. Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů

6 PŘEDNÁŠKA 6: Stav kvantového systému, úplná množina pozorovatelných. Operátor momentu hybnosti a kvadrátu momentu hybnosti.

Elektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r

Daniel Franta. jaro Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Hamiltonián popisující atom vodíku ve vnějším magnetickém poli:

V mnoha běžných případech v optickém oboru je zanedbáváno silové působení magnetické složky elektromagnetického pole na náboje v látce str. 3 6.

Úvod do laserové techniky

7.4 Domácíúkol-Hopík. mgz z >0 z <0. 1. Řešení pomocí WKB metody:

Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí

Operátory obecně (viz QMCA s. 88) je matematický předpis který, pokud je aplikován na funkci, převádí ji na

ρ = 0 (nepřítomnost volných nábojů)

Fyzika IV Dynamika jader v molekulách

elektrony v pevné látce verze 1. prosince 2016

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

Kovy - model volných elektronů

Příklad 1: Komutační relace [d/dx, x] Příklad 2: Operátor B = i d/dx

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Kvantová mechanika - model téměř volných elektronů. model těsné vazby

Od kvantové mechaniky k chemii

Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

Lehký úvod do kvantové teorie II

PLANCK EINSTEIN BOHR de BROGLIE

2. Elektrotechnické materiály

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Elektronový obal atomu

přičemž předpokládáme A malé, U zahrnuje coulombické členy. Když roznásobíme závorku, p 2 reprezentuje kinetickou energii nabitých částic, člen

12 DYNAMIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ

Elementární částice. 1. Leptony 2. Baryony 3. Bosony. 4. Kvarkový model 5. Slabé interakce 6. Partonový model

ČÁST V F Y Z I K Á L N Í P O L E. 18. Gravitační pole 19. Elektrostatické pole 20. Elektrický proud 21. Magnetické pole 22. Elektromagnetické pole

Fyzika II, FMMI. 1. Elektrostatické pole

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Základy kvantové mechaniky

Poznámky k Fourierově transformaci

f x = f y j i y j x i y = f(x), y = f(y),

Základy kvantové teorie (OFY042)

Lekce 4 Statistická termodynamika

Funkce komplexní proměnné a integrální transformace

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

FYZIKA II. Petr Praus 9. Přednáška Elektromagnetická indukce (pokračování) Elektromagnetické kmity a střídavé proudy

Balmerova série vodíku

5.1 Modelování drátových antén v časové oblasti metodou momentů

SIGNÁLY A LINEÁRNÍ SYSTÉMY

Ab initio výpočty v chemii a biochemii

Balmerova série vodíku

Vybrané podivnosti kvantové mechaniky

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

SIGNÁLY A LINEÁRNÍ SYSTÉMY

Neideální plyny. Z e dr dr dr. Integrace přes hybnosti. Neideální chování

Vlastnosti a modelování aditivního

Šířka a tvar spektrální čáry Martin Šubr, 2013

Nekovalentní interakce

Záření KZ. Význam. Typy netermálního záření. studium zdrojů a vlastností KZ. energetické ztráty KZ. synchrotronní. brzdné.

Nekovalentní interakce

Fyzika opakovací seminář tematické celky:

6.2.8 Vlnová funkce. ψ nemá (zatím?) žádný fyzikální smysl, fyzikální smysl má funkce. Předpoklady:

Lineární a adaptivní zpracování dat. 3. SYSTÉMY a jejich popis ve frekvenční oblasti

Nástin formální stavby kvantové mechaniky

Úvod do moderní fyziky. lekce 3 stavba a struktura atomu

9 METODY STATISTICKÉ FYZIKY

Daniel Franta. jaro Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Příklad 6: Bariéra a tunelový jev

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Téma 2: Pravděpodobnostní vyjádření náhodných veličin

Téma 2: Pravděpodobnostní vyjádření náhodných veličin

9. T r a n s f o r m a c e n á h o d n é v e l i č i n y

Singulární charakter klasické limity

Maturitní otázky z fyziky Vyučující: Třída: Školní rok:

2. Statistický popis plazmatu

October 1, Interpretujte význam jejích parametrů. Vypočítejte jeho momenty. Napište vzorec pro. I(n, a, b) :=

Skenovací tunelová mikroskopie a mikroskopie atomárních sil

Fyzika laserů. Aproximace rychlostních rovnic. 18. března Katedra fyzikální elektroniky.

Úvod do kvantového počítání

31 SCHRÖDINGEROVA FORMULACE KVANTOVÉ MECHANIKY. Schrödingerova rovnice Kvantověmechanický formalismus

Práce, energie a další mechanické veličiny

Balmerova série. F. Grepl 1, M. Benc 2, J. Stuchlý 3 Gymnázium Havlíčkův Brod 1, Gymnázium Mnichovo Hradiště 2, Gymnázium Šumperk 3

1 Odvození poptávkové křivky

Co je obsahem numerických metod?

Kinetická teorie ideálního plynu

9. T r a n s f o r m a c e n á h o d n é v e l i č i n y

INSTRUMENTÁLNÍ METODY

Vlastnosti pevných látek

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

Fyzika IV. g( ) Vibrace jader atomů v krystalové mříži

1. 2 Z Á K L A D Y K V A N T O V É T E O R I E

Obsah PŘEDMLUVA 11 ÚVOD 13 1 Základní pojmy a zákony teorie elektromagnetického pole 23

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

15 Experimentální základy kvantové hypotézy

Lineární a adaptivní zpracování dat. 2. SYSTÉMY a jejich popis v časové doméně a frekvenční doméně

Okruhy a otázky ke zkoušce

Soustavy lineárních diferenciálních rovnic I. řádu s konstantními koeficienty

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie

Transkript:

Pokročilé disperzní modely v optice tenkých vrstev Lekce 3: Kvantově mechanický popis Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo; Fermiho zlaté pravidlo; dipólová aproximace; dielektrická odezva Daniel Franta Ústav yzikální elektroniky, Přírodovědecká akulta, Masarykova univerzita 24. 3. 2016

Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo Obsah 1 Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo 2 Fermiho zlaté pravidlo 3 Dipólová aproximace 4 Dielektrická odezva 5 Shrnutí Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 2 / 21

TRK sumační pravidlo Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo je odvozené v rámci nerelativistické kvantové mechaniky z obecných principů, které tvoří jádro teorie. Předpokládejme hamiltonián uzavřeného systému v následující ormě: Ĥ 0 = N e+n n j=1 N ˆp j ˆp j e+n n q jq k + 2m j 4πɛ j>k 1 0 ˆr j ˆr, k kde ˆr j = (ˆx j, ŷ j, ẑ j) a ˆp j = (ˆp xj, ˆp yj, ˆp zj) jsou vektorové operátory polohy a hybnosti j-té částice, pro které platí (postulát) Heisenbergovi relace neurčitosti: [ˆx j, ˆp xj] = i, [ŷ j, ˆp yj] = i, [ẑ j, ˆp zj] = i. Speciální tvar hamiltoniánu, tj. že ho můžeme psát jako součet kinetické a potenciální energie, kde první z nich závisí pouze na ˆp j a druhá je unkcí ˆr j, nám umožní napsat následující komutátorové relace: ˆp xj = imj [Ĥ 0, ˆx j], ˆp yj = imj [Ĥ 0, ŷ j ], ˆp zj = imj [Ĥ 0, ẑ j ]. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 3 / 21

TRK sumační pravidlo Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo Dále předpokládejme, že i a jsou libovolné vlatní stavy hamiltoniánu Ĥ 0 a E i a E jsou odpovídající vlastní energie: pro které platí relace úplnosti: Ĥ 0 i = E i i and Ĥ 0 = E, = 1. Na základě předchozích vztahů můžeme napsat následující identitu pro operátory libovolné částice j: 1 = i 1 i = 1 1 ( ) i [ˆxj, ˆpxj] i = i ˆx j ˆp xj i i ˆp xj ˆx j i i i = mj ( ) i ˆx j [Ĥ 0, ˆx j] i i [Ĥ 0, ˆx j] ˆx j i 2 = 2mj (E 2 E i) i ˆx j ˆx j i = 2mj (E 2 E i) ˆx j i 2. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 4 / 21

TRK sumační pravidlo Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo Tato identita může být vyjádřena taktéž pomocí operátoru momentu dané částice: 2m j 2 (E E i) ˆx j i 2 = 2 i m j ˆp xj i 2 E E i = 1. Předchozí vztahy byly vztaženy k operátorům jedné částice. Deinujme celkové operátory hybnosti elektronů ˆp xe a jader ˆp xn následovně: ˆp xe = ˆp xj a ˆp xn = ˆp xj, j electrony které nám umožní deinovat následující sumy: j jádra n 2 m e i ˆp xe i 2 E E i = N e a 2 m n i ˆp xn i 2 E E i = N n kde N e a N n jsou celkové počty elektronů a jader n. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 5 / 21

TRK sumační pravidlo Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo Veličina k i : k i = 2mk 2 (E Ei) ˆxk i 2 = 2 m k ˆp xk i 2 E E i se nazývá síla oscilátoru částice typu k (elektron a různé druhy jader) a má tu vlastnost, že počítá celkový počet daných částic. Pro daný systém potom můžeme psát různé TRK sumační pravidla i i i k = 2 ˆp xk i 2 = N k, k = e, n1, n2,... m k E E i i je libovolný stav a sčítá se přes všechny možné existující stavy síla oscilátoru může nabývat jak kladných (E E i > 0), tak záporných hodnot (E E i < 0) energie E i u konečných systémů nenabývají pouze diskrétních hodnot, ale mohou tvořit i kontinuum u velkých systémů (nekonečných) energie tvoří pásy Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 6 / 21

TRK sumační pravidlo Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo Ve smyslu distribuční unkce lze deinovat unkci síly přechodu následovně F k(e) = 1 V i i k [δ(e E i E) + δ(e i E E)]. Potom TRK sumační pravidlo má následující integrální ormu: kde N k je hustota k částic. 0 F k(e)de = Nk V = Nk, TRK sumační pravidlo v obou ormách je kvantově mechanická identita založená na základních postulátech. Jak toto sumační pravidlo ověřit? Je možné měřit oscilátorové síly nebo unkce síly přechodu? Jak TRK sumační pravidlo souvisí s dielektrickou odezvou a klasickým sumačním pravidlem? Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 7 / 21

Fermiho zlaté pravidlo Obsah 1 Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo 2 Fermiho zlaté pravidlo 3 Dipólová aproximace 4 Dielektrická odezva 5 Shrnutí Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 8 / 21

Fermiho zlaté pravidlo Fermiho zlaté pravidlo K neporušené části hamiltoniánu přidáme časově závislou část vyjadřující interakci světla se systémem, tzv. interakční hamiltonián: N e+n n 1 [ ] Ĥ = Ĥ 0 + Ĥ int(t) = Ĥ 0 + q jˆr j Ee i(kˆr j ωt) + E e i(kˆr j ωt), 2 j=1 kde světlo je popsané klasicky. Pro jednoduchost si zvolme souřadný systém následovně: E = (A 0, 0, 0), k = (0, 0, k z), k z = (n + ik)k 0, k 0 = 2π λ = ω c, A 0 amplituda elektrického pole n index lomu k extinční koeicient k 0 velikost vnového vektoru ve vákuu Z konstrukce interakčního hamiltoniánu je vidět, že jsme použili aproximaci pro vyjádření střední hodnoty lokálního pole jako v klasickém případě, tj. E lok = E. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 9 / 21

Fermiho zlaté pravidlo Fermiho zlaté pravidlo Interakční hamiltonián má potom tvar: Ĥ int(t) = N e+n n j=1 q jˆx ja 0 2 { e i[(n+ik)k 0ẑ j ωt] + e i[(n+ik)k 0ẑ j ωt] }. Časově závislý interakční hamiltonián způsobí, že systém přechází (osciluje) ze stavu i do stavu a obráceně, přičemž si s EM polem vyměňuje energii ω = E E i s jistou pravděpodobností za jednotku času. Fermiho zlaté pravidlo tuto pravděpodobnost deinuje následovně: W ±(ω) = 2π ŵ± i 2 δ(e E i ± ω), kde operátory ŵ ±(z) se nazývají operátory poruchy: ŵ e iωt + ŵ +e iωt = Ĥ int(t). Potom energie emitovaná/absorbovaná systémem za jednotku času (výkon) na rekvenci ω je: i P ±(ω) = ωw ±(ω) = 2πω ŵ ± i 2 δ(e E i ω). Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 10 / 21

Dipólová aproximace Obsah 1 Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo 2 Fermiho zlaté pravidlo 3 Dipólová aproximace 4 Dielektrická odezva 5 Shrnutí Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 11 / 21

Dipólová aproximace Dipólová aproximace Poruchové operátory můžeme v rámci dipólové aproximace nahradit následovně: ŵ ± = N e+n n j=1 q jˆx ja 0 2 N e i(n+ik)k 0ẑ j ˆd xa 0 2, e+n n ˆd x = j=1 q jˆx j, kde ˆd x celkový dipólový operátor systému. Výkon emitovaný/absorbovaný na rekvenci ω je potom úměrný rekvenci, intenzitě světla a druhé mocnině dipólového maticového elementu: P ±(ω) = πω i 2 A2 0 ˆd x i 2 δ(e E i ± ω), respektive úměrný intenzitě světla a síle oscilátoru daného přechodu: P ±(ω) = π i i 2 A2 0 (E E i) ˆd x i 2 δ(e E i ± ω) A 2 0 i δ(e E i ± ω). Srovnejte s oscilátorovými silami e i a n i deinovanými v souvislosti TRK sumou. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 12 / 21

Dielektrická odezva Obsah 1 Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo 2 Fermiho zlaté pravidlo 3 Dipólová aproximace 4 Dielektrická odezva 5 Shrnutí Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 13 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva Absorbovaný výkon ve vzorku (v prostorovém elementu, kde platí dipólová aproximace) tedy můžeme psát následovně: P(ω) = P (ω) P +(ω) = πω i 2 A2 0 ˆd x i 2 [δ(e E i ω) δ(e E i + ω)]. Stejný výkon můžeme vyjádřit pomocí intenzity světla vstupujícího a vystupujícího z tohoto elementu: A xy I(O) L z I(Lz ) I(0) I(Lz) P(ω) = A xy [I(0) I(L z)] = V L z a nebo lépe P(ω) = VI (0) pro L z 0. Intenzitu světla vyjádříme jako časově vystředovaný Poyntingův vektor pro rovinnou tlumenou vlnu: I(z) = S z(t) = E x(t)h y(t) = nɛ0c 2 A2 0 e 2kk 0z = I 0 e αz. Derivací předchozího vztahu dostaneme vztah mezi absorbovaným výkonem a imaginární částí dielektrické unkce: P(ω) = Vn(ω)k(ω)ɛ 0ck 0A 2 0 = V εi(ω)ɛ0ω A 2 0. 2 Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 14 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva V rámci dipólové aproximace dielektrická unkce uzavřeného systému je reprezentována jako součet netlumených oscilátorů: ε i(e) = π ɛ 0V i ˆd x i 2 [δ(e E i E) δ(e i E E)], kde reálná část může být získána pomocí KK relací: ε r(e) = 2 i [ ] ˆd x i 2 E E i ɛ 0V (E E i) 2 E E i E. 2 (E i E ) 2 E 2 Zvláštní popis. Nekonečná odezva v bodě rezonance. Kde je disipace? Odpovídá Sellmeierovu empirickému modelu. Podobné jako u klasických modelů, kde tření je uměle zavedeno a nemá v klasickém atomistickém modelu odůvodnění. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 15 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva Vzhledem k deinici unkce síly přechodu: F k(e) = 1 V i 2m k 2 (E Ei) ˆxk i 2 [δ(e E i E) + δ(e i E E)] můžeme redeinovat unkci síly přechodu následovně: ε i(e) E = = π ɛ 0V = πe2 ɛ 0V π ɛ 0V i E ˆd x i 2 [δ(e E i E) δ(e i E E)] i (E E i) ˆd x i 2 [δ(e E i E) + δ(e i E E)] i = (eh)2 8πɛ 0m e [ (E E i) ˆx e i 2 + ] Zn 2 ˆx n i 2 [δ(e E i E) + δ(e i E E)] [ n ] [ ] Zn 2 m e F n(e) = M Z 2 m e n F n(e) m n m n F e(e) + n F e(e) + n nebo integrálně sumační pravidlo stejné jako u klasického modelu: 0 ε i(e) E de = M N e U kde U 1 + me 2u = 1.000274. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 16 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva Abychom do modelu zavedli disipaci je nutné model otevřít a spojit ho s termostatem: ε i(e) = π ɛ 0V i ( Ω Ei exp k BT i, ) ˆd x i 2 [δ(e E i E) δ(e i E E)], kde Ω je termodynamický potenciál deinovaný tak, že pro kanonické rozdělení platí: ( ) Ω Ei exp = 1, k BT i takže tento krok nemá vliv na sumační pravidlo. Otevření systému má za následek akt, že v reprezentaci obsazovacích čísel mají elektrony Fermi Diracovo a onony Bose Einsteinovo rozdělení. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 17 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva Navíc je nutné při výpočtu uvažovat všechny možné procesy libovolných řádů, což se v praxi obchází tak, že se zavede empirické rozšíření pomocí symetrických normovaných rozdělovacích unkcí: ε i(e) = π ɛ 0V i ( Ω Ei exp k BT i, ) ˆd x i 2 [β i (E E i E) β i (E i E E)], kde β i je Gaussova nebo Lorentzova unkce. Nebo též jejich kombinace Voigtův proil. Takovéto rozšíření též nemá vliv na sumační pravidlo. Lorentzovské rozšíření diskrétního spektra vede k tlumenému harmonickému oscilátoru (Lorentzův model). Gaussovské rozšíření diskrétního spektra vede k čemů? Kramers-Kroniguv obraz Gaussovké unkce vede k Dawsonovu integrálu. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 18 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva Gaussovské rozšíření diskrétních přechodů Fononová absorpce taveného křemene dielectrická unkce, ε r dielectrická unkce, ε i 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0-2.0-4.0-6.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 LithosilQ2 UDM Drude-Lorentz 12 Gauss 2 0.0161 0.00363 A = 2.26 N ph = 0.01976 ev 2 0 0.05 0.1 0.15 0.2 energie otonu, E (ev) Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 19 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva Gaussovské rozšíření diskrétních přechodů Fononová absorpce taveného křemene dielectrická unkce, ε r dielectrická unkce, ε i 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0-2.0-4.0-6.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0.001423 0.00133 0.00115 0.001237 0.000092 0.000714 0.0032 0.00361 0.0088 0.00018 LithosilQ2 UDM Drude-Lorentz 12 Gauss 10 A = 2.1109 N ph = 0.02169 ev 2 N ph /N n = 0.02183 0 0.05 0.1 0.15 0.2 energie otonu, E (ev) ε i(e) = j N [ ] [ ]} j {exp (E E j) 2 /(2B 2 j ) exp (E + E j) 2 /(2B 2 j ) 2πBjE j Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 19 / 21

Dielektrická odezva Dielektrická odezva Gaussovské rozšíření diskrétních přechodů Fononová absorpce taveného křemene dielectrická unkce, ε r dielectrická unkce, ε i 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0-2.0-4.0-6.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0.001423 0.00133 0.00115 0.001237 0.000092 0.000714 0.0032 0.00361 0.0088 0.00018 LithosilQ2 UDM Drude-Lorentz 12 Gauss 10 A = 2.1109 N ph = 0.02169 ev 2 N ph /N n = 0.02183 0 0.05 0.1 0.15 0.2 energie otonu, E (ev) ε r(e) = A + j Nj 2 { [ D (E E ] [ j)/( 2B j) D (E + E ]} j)/( 2B j) πb je j Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 19 / 21

Shrnutí Obsah 1 Thomas-Reiche-Kuhnovo (TRK) sumační pravidlo 2 Fermiho zlaté pravidlo 3 Dipólová aproximace 4 Dielektrická odezva 5 Shrnutí Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 20 / 21

Shrnutí Shrnutí Ukázali jsme si, že TRK sumační pravidlo je jistá kvantově mechanická identita, založená na základních postulátech nerelativistické teorie, do kterých se dá zahrnout i speciální tvar kinetické části hamiltoniánu. Pomocí Fermiho zlatého pravidla jsme si ukázali jak jednoduše zavést interakci mezi středním EM polem a nabitými částicemi. V rámci dipólové aproximace jsme si ukázali, že výkon, který si pole vyměňuje se systémem je úměrný intenzitě dopadajícího světla a síle oscilátoru daného přechodu. V rámci uzavřeného systému jsme ukázali, že dielektrická odezva je daná jako suma netlumených oscilátorů. Pro uzavřený systém jsme si ukázali, že v rámci dipólové aproximace se dá najít souvislost mezi TRK sumačními pravidly a klasickým sumačním pravidlem. Dále jsme si ukázali, že otevření systému a zavedení rozšiřování nemá vliv na sumační pravidlo. Daniel Franta (Ústav yzikální elektroniky) Pokročilé disperzní modely 21 / 21