1-3.بررسی فعالیت اپتیکی با فرض کوانتش ماده و کلاسیک بودن نور …………..12

1-4.لزوم کوانتش میدان الکترومغناطیس …………………………………………….17

1-5.پایان نامه ……………………………………………………………………………19

فصل دوم: کوانتش میدان الکترومغناطیسی…………………………………………….21

2-1.مقدمه ………………………………………………………………………………….23

2-2.نظریه پتانسیل برای میدان الکترومغناطیسی کلاسیکی ………………………..23  

2-3.پیمانه کولن ……………………………………………………………………………25

2-4.میدان کلاسیکی آزاد …………………………………………………………………25

2-5.نوسانگر هارمونیک مکانیک کوانتومی ………………………………………….29

2-6.کوانتش میدان …………………………………………………………………………31

فصل سوم: پدیده چرخش اپتیکی: رهیافت نظریه میدان کوانتومی الکترومغناطیسی….. 35

3-1.مقدمه …………………………………………………………………………………….37

3-2.ماتریس پراکندگی …………………………………………………………………….39

3-3.هامیلتونی برهم کنش ……………………………………………………………….40

3-4.چرخش اپتیکی …………………………………………………………………..47

فصل چهارم: حالت های اتمی جمعی و متغیرهای دینامیکی جمعی ………………. 77

4-1.اثرات جمعی …………………………………………………………………………..79

4-1-1.حالت های دیکی ……………………………………………………………….86

4-1-2.تبهگنی حالت های دیکی ……………………………………………………..99

4-2.تابش اتمی دسته جمعی …………………………………………………………101

4-2-1.ابرتابش دیکی …………………………………………………………………..101

4-2-2.تابش دسته جمعی در حالت حاصلضربی اتمی ………………………….105

4-2-3.تحول زمانی ابرتابش ………………………………………………………….109

جمع بندی و کارهای پیش رو  …………………………………………………… 113

منابع ………………………………………………………………………………… 115

چکیده:

موادی که صفحه قطبش نور قطبیده خطی فرودی را می چرخانند، مواد فعال اپتیکی نامیده می شوند. ما در این رساله نتایج بارون و آتکینز برای توجیه این پدیده را بازآفرینی می کنیم. ویژگی اصلی این روش، کوانتش هر دو سیستم میدان الکترومغناطیسی و اتم است. ما همچنین مروری بر پدیده ابرتابش می کنیم. این اثر دسته جمعی که مجموعه  اتم، تابشی شدیدتر از  برابر تابش یک اتم دارند، شاید به حوزه فعالیت اپتیکی هم قابل تعمیم باشد.

فصل اول: مقدمه

1-1- چرخش اپتیکی و دوفامی دایروی

به پدیده چرخش صفحه قطبش نور قطبیده تخت در اثر عبور از محیط، فعالیت اپتیکی گفته می شود. هرگاه یک باریکه نور قطبیده خطی از یک محیط فعال اپتیکی مطابق شکل زیر عبور کند، صفحه قطبش نور آشکار شده با زاویه ای متناسب با طول مسیر نور چرخش می یابد [8].

فعالیت اپتیکی بلور کوارتز برای اولین بار توسط آراگو[1] (1811) مشاهده گردید. آزمایش های پیرو توسط بیو[2] (1812) انجام شد که دو اثر متمایز را کشف کرد: 1- چرخش اپتیکی، که چرخش سطح قطبش باریکه نور قطبیده خطی است. 2- پاشندگی چرخش اپتیکی، که چرخش نابرابر صفحه قطبش طول موج های متفاوت نور است.

مواد فعال اپتیکی را از لحاظ چرخش صفحه قطبش نور فرودی به دو دسته تقسیم می نمایند. اگر صفحه قطبش به صورت ساعتگرد بچرخد، ماده را راستگرد و اگر چرخش صفحه قطبش پادساعتگرد باشد، ماده را چپگرد می نامند. به عنوان مثال سدیم کلراید، سولفور جیوه و انواع به خصوصی از قندها نمونه هایی از مواد فعال اپتیکی محسوب می شوند. اگرچه کوارتز مذاب از لحاظ اپتیکی همسانگرد است، بلور کوارتز علاوه بر فعال اپتیکی بودن دارای خاصیت شکست دوگانه نیز می باشد. بلور کوارتز به دو صورت راستگرد و چپگرد موجود است. جدول (1-1) توان چرخشی خاص دو نوع بلور کوارتز را به ازای طول موج های مختلف برای نور انتشار یافته در راستای محور اپتیکی نشان می