Описание:Курс рассчитан на студентов старших курсов – бакалавров и магистров, а также аспирантов и стажеров университетов.
В курсе лекций изложены физические законы, процессы и явления, связанные с взаимодейсвием излучения с веществом в его различных состояниях: конденсированная среда, газ и плазма, которой уделено наибольшее внимание. В курсе рассматриваются принципиальные особенности вложения энергии в вещество с помощью лазерного излучения: концентрация световой энергии в малых объемах и в малые промежутки времени (вплоть до фемтосекунд). В качестве общего фундаментального закона, управляющего равновесным излучением, обсуждается формула Планка и следствия из нее в микро, макро- и мегамире. Как следствие формулы Планка в представлении Эйнштейна применительно к двухуровневой квантовой системе описывается лазерный эффект (усиление света) и оптические квантовые усилители. На примере задачи о заполненной фотонами зеркальной полости с расширяющимися стенками обсуждается проявление формулы Планка в масштабах вселенной. Рассматривается лазерный разогрев свободных зарядов в квантовой и классической трактовке, указываются ограничения, связанные с законами сохранения и дефазирующими столкновениями – механизм обратного тормозного поглощения (классическая модель). Обсуждаются параметры, основные свойства и особенности классической, а также квантовой (вырожденной) плазмы: условие вырождения, температура вырождения, концентрация электронов и их максимальная энергия (энергия Ферми). Рассмотрены основне величины и процессы связанные со столкновениями частиц в плазме. С помощью системы уравнений Максвелла опсаны параметры, явления и законы, характеризующие прохождение электромагнитных волн через плазму. Проанализировано соотношение между давлением лазерного света и давлением плазмы, созданной этим светом вблизи поверхности мишени. Рассмотрены туннельная и лавинная ионизация как примеры лазерной ионизации атомов нейтрального газа. Обсуждаются достижения и проблемы управляемого лазерного термоядерного синтеза (ЛТС): термоядерные D-D и D-T реакции, роль туннельного эффекта в процессе слияния сталкивающихся ядер, лазерное всестороннее сжатие и разогрев сферической мишени, пороговая энергия лазерного импульса, необходимого для энергетически выгодного ЛТС.