Температурный ангармонизм. Рассеяние Мандельштама-Бриллюэна. Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна

Содержание

Слайд 2

Температурный ангармонизм Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна. Связанные уравнения и решаются совместно с

Температурный ангармонизм

Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна.
Связанные уравнения

и решаются совместно с уравнением

для оптического возбуждения
акустической волны

В случае бигармонической накачки связанные уравнения для электромагнитных
волн имеют вид

- локальное изменение плотности

- постоянная затухания (полуширина линии спонтанного РМБ)

- скорость акустической волны

нелинейная поляризация

вынуждающая сила

где

Слайд 3

Температурный ангармонизм Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна. Связанные уравнения Правые части уравнений –

Температурный ангармонизм

Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна.
Связанные уравнения

Правые части уравнений – результат

нелинейного взаимодействия всех трех
волн ( ):

- плотность среды

- коэффициент электрострикции

- электрострикционное давление

где

Слайд 4

Температурный ангармонизм Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна назад ММА Эту задачу параметрического взаимодействия

Температурный ангармонизм

Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна назад
ММА

Эту задачу параметрического взаимодействия решаем методом ММА:


волновая расстройка

частота и волновой вектор вынужденной акустической волны

где

- постоянная затухания

Слайд 5

Температурный ангармонизм ВРМБ в условиях сильного поглощения акустической волны В реальных

Температурный ангармонизм

ВРМБ в условиях сильного поглощения акустической волны

В реальных средах

(жидкостях) затухание велико - см-1

где кубичная восприимчивость, ответственная за ВРМБ:

тогда воспользуемся приближением

получим

Слайд 6

Температурный ангармонизм Приближение заданной накачки в ВРМБ поскольку В приближении заданного

Температурный ангармонизм

Приближение заданной накачки в ВРМБ

поскольку

В приближении заданного поля накачки

то

нарастает в направлении назад
при выполнении условия превышения усиления
над потерями:

с коэффициентом усиления ВРМБ

Слайд 7

Температурный ангармонизм Вынужденное температурное рассеяние Энтропийные и температурные волны ВРМБ В

Температурный ангармонизм

Вынужденное температурное рассеяние
Энтропийные и температурные волны

ВРМБ

В эксперименте удобно пользоваться
температурой

как независимой
термодинамической переменной, т.е.
удобно сделать замену переменных

Более корректно, изменение плотности является следствием акустических и
энтропийных волн:

рассеяние Рэлея

оказываются связаны через уравнение Навье-Стокса,
уравнение непрерывности и уравнение передачи энергии

Слайд 8

Температурный ангармонизм Вынужденное температурное рассеяние. Уравнение Навье-Стокса и уравнение непрерывности и

Температурный ангармонизм

Вынужденное температурное рассеяние.
Уравнение Навье-Стокса и уравнение непрерывности

и

где

- отношение теплоемкостей

- изотермическая

сжимаемость

- коэффициент затухания акустической волны

- коэффициент электрострикции

Слайд 9

Температурный ангармонизм Вынужденное температурное рассеяние. Уравнение Навье-Стокса и уравнение непрерывности Эту

Температурный ангармонизм

Вынужденное температурное рассеяние.
Уравнение Навье-Стокса и уравнение непрерывности

Эту систему можно преобразовать


в уравнение

которое при сводится к уравнению для акустической волны

Слайд 10

Температурный ангармонизм Вынужденное температурное рассеяние. Уравнение передачи энергии при условии -

Температурный ангармонизм

Вынужденное температурное рассеяние.
Уравнение передачи энергии

при условии

- теплопроводность

- линейный коэффициент поглощения

приводит

к
Слайд 11

Температурный ангармонизм Вынужденное температурное рассеяние. Полная система уравнений нелинейные волновые уравнения Навье-Стокс уравнение передачи энергии

Температурный ангармонизм

Вынужденное температурное рассеяние.
Полная система уравнений

нелинейные волновые
уравнения

Навье-Стокс

уравнение передачи
энергии

Слайд 12

Температурный ангармонизм Вынужденное температурное рассеяние. Нелинейные поляризации и ММА уравнения ММА запишутся в виде используя приближение

Температурный ангармонизм

Вынужденное температурное рассеяние.
Нелинейные поляризации и ММА

уравнения ММА запишутся в виде

используя

приближение