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書籍情報
本書はRodney Loudonの著書「The quantum theory of light」の邦訳である．本書の目的は，光及びそれと原子との相互作用の性質を理解するために必要な基礎理論を詳しく解説することにある．量子電気力学の比較的形式的な発展と，その理論を実験結果の説明に適用することとの間のギャップを埋めることを意図している． |
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光の量子論 第2版
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| A5／472頁 定価（本体7800円＋税） 978-4-7536-2029-6
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| 小島忠宣（理学博士）／小島和子（理学博士） 訳／R. Loudon 著 |
 目 次 |
1 Planckの放射法則とEinstein係数
空洞内の場のモードの密度／場のエネルギーの量子化／Planckの法則／光子数のゆらぎ／EinsteinのA係数とB係数／熱平衡の場合／簡単な光学過程の理論／微視的過程の性質／原子の光励起／吸収の巨視的理論／吸収の微視的理論／反転分布：レーザー／放射圧
2 原子-放射相互作用の量子力学
時間に依存する量子力学／相互作用ハミルトニアンの形／遷移速度／B係数の表式／Diracのデルタ関数／光学Bloch方程式／Rabi振動／放射広がり／飽和広がり／放射減衰を伴うRabi振動／衝突広がり／Doppler広がり／合成吸収線の形状／Bloch方程式とレート方程式
3 カオス光のゆらぎの性質
ゆらぎのある光ビームのスペクトル／衝突広がりのある光源のモデル／1次コヒーレンスと周波数スペクトル／Youngの干渉縞／1次コヒーレンス度／カオス光の強度ゆらぎ／2次コヒーレンス度／カオス光の2次コヒーレンス／Hanbury BrownとTwissの実験／高次コヒーレンスと偏り効果
4 量子化した放射場
古典電磁場に対するポテンシャル論／Coulombゲージ／自由古典場／量子力学の調和振動子／場の量子化／場の交換の性質／零点エネルギー／モード位相演算子／単一モード個数状態の物理的性質／コヒーレント光子状態／単一モードコヒーレント状態の物理的性質／放射密度演算子／純粋状態に対する密度演算子／放射場の統計的混合状態
5 量子化した場と原子との相互作用
原子の多極モーメント／多極相互作用ハミルトニアン／電気双極子近似／原子ハミルトニアンの第2量子化／光子の吸収速度と放出速度／光電効果／光子強度演算子／Schrödinger表示への変換／放射遷移速度の一般式／時間に依存する摂動論／Heisenberg表示／原子-放射系の時間依存性／源泉場の表式／相互作用表示
6 光子光学
Youngの干渉実験の量子論／量子1次コヒーレンス度／量子2次コヒーレンス度／光子に関するHanbury BrownとTwissの実験／光子の集群と離群／光子計数／コヒーレント光とカオス光の光子計数分布／量子力学的光子計数分布／Michelson干渉計における光子計数／高次コヒーレンスと偏り効果
7 光の発生と増幅
単一モード光子のレート方程式／定常状態の解／減衰光の光子統計／増幅光の光子統計／レーザーのしきい条件／原子に対するレート方程式／レーザー光子に対するレート方程式／レーザーの光子分布／レーザー光のゆらぎ／駆動原子による多モード放出
8 共鳴蛍光と光散乱
散乱断面積／単一原子の共鳴蛍光／弱い入射ビーム／正確に共鳴した入射ビーム／多原子の共鳴蛍光／Kramers-Heisenbergの公式／弾性Rayleigh散乱／非弾性Raman散乱／2光子カスケード放出
9 非線形光学
複ビーム2光子吸収／単ビーム2光子吸収／非線形感受率／誘導Raman効果／第3高調波の発生／光子統計と非線形光学／複ビーム2光子吸収の光子統計／単ビーム2光子吸収の光子統計／誘導Raman効果の光子統計／結語
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