Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://quantum.phys.msu.ru/sites/default/files/downloads/124/specpraktikum-1.doc Дата изменения: Unknown Дата индексирования: Sat Apr 9 22:48:52 2016 Кодировка: koi8-r

Рабочая программы дисциплины

1. Специальный физический практикум кафедры квантовой электроники «Лазерная
спектроскопия и квантовая оптика»

2. Лекторы.

2.1. Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Кузнецов
Кирилл Андреевич, кафедра квантовой электроники физического факультета
МГУ, kirill-spdc@yandex.ru, 939-43-72.

3. Аннотация дисциплины.
Специальный практикум кафедры квантовой электроники посвящен физическим
основам лазерной спектроскопии и квантовой квантовой оптики, и состоит из
трех задач. Первая задача называется «Параметрическое рассеяние света» и
посвящена этому фундаментальному физическому явлению. Задача дает
возможность получить навыки наблюдения параметрического рассеяния (ПР)
света и регистрации его спектров. Дается представление о том, какая
информация о рассеивающей среде содержится в спектрах ПР, как связаны
спектры ПР с оптическими параметрами среды. Студенты учатся извлекать из
спектров ПР дисперсионные зависимости действительной части диэлектрической
проницаемости кристаллов как в области прозрачности, так и в поляритонной
области. Объектом изучения служат широко-распространенные в нелинейной
оптике кристаллы ниобата лития и йодата лития. Во второй задаче
«Управляемые классические корреляции типа Эйнштейна-Подольского-Розена
(ЭПР)» отражены методологические вопросы современной квантовой оптики. При
выполнении этой задачи студенты знакомятся с такими важными для квантовой
оптики концепциями как парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена и парадокс
Белла. В задаче изучается электронная модель, позволяющая имитировать
парную корреляцию случайных дихотомных сигналов типа ЭПР и демонстрировать
выполнение неравенств Белла в классической физике. В схеме используются
особенности параметрических генераторов радиоколебаний. Анализ работы схемы
позволяет понять отличие квантовых и классических корреляций в ЭПР-
экспериментах. Предлагается конкретный механизм "нелокального" управления
корреляцией ЭПР-типа между удаленными наблюдателями, присущий как
классическим, так и квантовым моделям. При этом управляемая корреляция
между двумя случайными телеграфными сигналами обеспечивается посылкой двум
наблюдателям последовательности импульсов с одной и той же случайной фазой.
В результате, парадокс ЭПР лишается статуса истинного квантового парадокса,
поскольку имеет классический аналог. Третья задача «Нарушение неравенств
Белла» посвящена истинному парадоксу квантовой механики, в ней
демонстрируется принципиальное отличие квантовых и классических
представлений путем проверки неравенств Белла в квантово-оптическом
эксперименте с использованием бифотонов, рождаемых в процессе
параметрического рассеяния света.

4. Цели освоения дисциплины.
Ознакомиться с одним из фундаментальных явлений нелинейной и квантовой
оптики - параметрическим рассеянием света в средах без центра инверсии,
получить представления о парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена,
исследовать классические и квантовые корреляции, экспериментально проверить
нарушение неравенств Белла.

5. Задачи дисциплины.
1. Изучение фундаментальных эффектов квантовой оптики;
2. Изучение нелинейно-оптического взаимодействия вещества с когерентным
полем;
3. Изучение основ линейной теории дисперсии;
4. Изучение спонтанного параметрического рассеяния света в кристаллах
ниобата лития и йодата лития, ознакомление с методами регистрации
спектров СПР
6. Компетенции.
6.1. Компетенции, необходимые для освоения дисциплины.
ПК-1
6.2. Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины.
ПК-2

7. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен уметь регистрировать,
обрабатывать и интерпретировать спектры спонтанного параметрического
рассеяния света, уметь получать информацию о нелинейной рассеивающей среде,
иметь представления о парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена, получить
навыки работы с корреляционной схемой, уметь проверить неравенства Белла
как для классической, так и для квантовой корреляционных задач.




8. Содержание и структура дисциплины.

|Вид работы |Семестр |Всего |
| | |7 |8 | |
|Общая трудоёмкость, акад. часов | |132 |132 |264 |
|Аудиторная работа: | |0 |0 |0 |
| Лекции, акад. часов | |0 |0 |0 |
| Семинары, акад. часов | |0 |0 |0 |
| Лабораторные работы, акад. часов | |120 |120 |240 |
|Самостоятельная работа, акад. часов | |12 |12 |264 |
|Вид итогового контроля (зачёт, зачёт с | |зачет |зачет |. |
|оценкой, экзамен) | | | | |
|N |Наименование|Трудоёмкость (академических часов) и содержание занятий |Форма |
|раз| |Распределение общей трудоёмкости по семестрам указано в рабочих планах (приложение 7) |текущег|
|- |раздела | |о |
|дел|Разделы | |контрол|
|а |могут | |я |
| |объединять | | |
| |несколько | | |
| |лекций | | |
| | |Аудиторная работа |Самостоятельная работа| |
| | | | | |
| | | |Содержание | |
| | | |самостоятельной работы| |
| | | |должно быть | |
| | | |обеспечено, например, | |
| | | |пособиями, | |
| | | |интернет-ресурсами, | |
| | | |домашними заданиями и | |
| | | |т.п. | |
| | |Лекции |Семинары |Лабораторные работы | | |

9. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
1. обязательная.
2. вариативная часть, профессиональный блок, дисциплина профиля.
3. Является основой для чтения дисциплин кафедры квантовой электроники.
Необходимо знание мат.анализа, общей физики, теории твердого тела,
квантовой теории, спецкурсов кафедры (физика лазеров, квантовая
электроника).
1. Математический анализ, линейная алгебра, дифференциальные уравнения,
общая физика, квантовая теория.
2. Теоретические основы квантовой радиофизики, нелинейной оптики,
квантовой электроники, взаимодействие излучения с веществом.

10. Образовательные технологии
. включение студентов в проектную деятельность,
. дискуссии,
. применение компьютерных симуляторов,
. использование средств дистанционного сопровождения учебного процесса,

11. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации. Примеры
1. Опишите эффект спонтанного параметрического рассеяния света.
2. Оцените яркости тепловых и квантовых флуктуаций на длине волны (=1 мкм
при температуре 300 К.
3. Что такое поляритон?
4. В чем состоит отличие процесса спонтанного параметрического рассеяния
света от рассеяния света на поляритонах?
5. В чем состоит метод скрещенной частотно-угловой дисперсии?
6. Выпишите условия синхронизма для процесса СПР
7. В чем состоит парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена?
8. Нарисуйте принципиальную схему экспериментов для демонстрации корреляций
ЭПР-типа
9. Как из одного случайного процесса образовать два случайных дихотомных
сигнала с произвольной степенью корреляции между ними?
10. В каких экспериментах нарушаются неравенства Белла?

12. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Д. Н. Клышко. Физические основы квантовой электроники. Наука, М., 1986
2. Р. Лоудон Квантовая теория света. Мир. М., 1976
3. Ю.Н. Поливанов, Комбинационное рассеяние света на поляритонах. - УФН,
1978, т.126, в.2, с.185-232
4. В.В. Лебедева. Техника оптической спектроскопии. М., Изд. МГУ, 1977,
гл.8.
5. Дж. Най. Физические свойства кристаллов. М.: Мир, 1967.
6. Справочник по лазерам. т.2. М.: Советское радио, 1978.
7. Einstein A., Podolsky B., Rosen N. Phys.Rev. 1935, 47, 777; УФН. 1936,
16, 440.
8. Бом Д. Квантовая теория. М.: Физматгиз, 1961.
9. Bell J.S. Physics. 1964, 1, 195
10. Н.В. Евдокимов, Д.Н.Клышко, В.П.Комолов, В.А.Ярочкин, УФН1996, т.166,
N1
11.Y.H. Shih and C.O. Alley, Phys. Rev. Lett., 1988, 61, 292.

13. Материально-техническое обеспечение
3 экспериментальных установки, 2 компьютера и проектор для демонстрации
слайдов.