ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| ELETTRODINAMICA DEI MEZZI CONTINUI | FIS/03 | LEZIONI | 36 |
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Il corso mira a fornire una descrizione, principalmente su base classica, dei fenomeni elettrodinamici alla base della plasmonica, dei metamateriali, dell'ottica nonlineare ad altissime intensità.
The aim of this course is to provide a description, mainly in a classical framework, of the electrodynamics ohenomena underlying plasmonics, metamaterials, and nonlinear optics at very high intensities,
Le conoscenze saranno verificate informalmente tramite l'interazione con gli studenti frequentanti e formalmente tramite l'esame finale.
The academic progress will be monitored informally via the continuous interaction with the students attending the course and formally via the final exam.
Gli studenti acquisiranno conoscenze avanzate di elettrodinamica dei mezzi continui oltre alla conoscenza di principi e applicazioni nei campi della plasmonica, dei metamateriali, dell'ottica nonlineare.
The students will acquire the knowledge of selected topics in advanced electrodynamics of continuous media and of principles and applications of plasmonics, metamaterials, nonlinear optics.
Basi acquisite nel corso di Fisica 2 (introduzione all'elettrodinamica e elettromagnetismo classici) per la laurea triennale.
Basic knowledge of classical electrodynamics and electromagnetism from the course of Physics 2 in the B.Sc. program.
Richiami su equazioni d'onda in mezzi continui e relazioni di dispersione. Conservazione dell'energia in mezzi dispersivi.
Introduzione alla plasmonica. Plasmoni localizzati. Polaritoni e plasmoni di volume e di superficie.
Accopiamento con onde elettromagnetiche in materiali strutturati. Applicazioni (trasmissione
"straordinaria" della luce, costruzione di metamateriali, guide plasmoniche, ...)
La rifrazione negativa. Lenti perfette. Metamateriali: vari modelli e loro applicazioni. Mantelli d'invisibilità.
Forza ponderomotiva. Quantità di moto elettromagnetica e assorbimento nella materia. Forze su particelle di varie dimensioni. Pressione della luce e sue applicazioni ("pinzette" ottiche, vele solari, acceleratori laser).
Il momento angolare della luce: termini di "spin" e orbitali. Assorbimento nella materia e generazione di campi magnetici statici. Fasci "elicoidali" e loro applicazioni.
Elementi di ottica nonlineare. Nonlinearità ponderomotive e fenomenologia connessa: selffocusing,
automodulazione di fase, generazione d'armonica. Nonlinearità da ionizzazione di campo. Nonlinearità "relativistiche" e ottica ad altissime intensità.
Wave equations and dispersion relations in continuous media. Energy conservation in a dispersive medium.
Introduction to plasmonics. Localized plasmons.Surface/bulk polaritons and plasmons. Coupling with electromagnetic waves in structured media. Applications ("extraordinary" transmission of light, metamaterial engineering, plasmonic waveguides ...)
Negative refraction. "Perfect" lens. Metamaterials and their application.
The ponderomotive force. Electromagnetic momentum and its absorption in matter. The pressure of light and its appliation (solar sails, laser accelerators , ...)
The angular momentum of light: "spin" and orbital contributions. Absorption in matter and generation of static magnetic fields. "Helix" beams and their applications.
Nonlinear optics phenomena. Ponderomotive nonlinearity and its effects: self-focusing, self phase modulation, harmonic generation. Nonlinearity from field ionization. "Relativistic" nonlineairty and optics at ultrahigh intensity.
Appunti, articoli e capitoli di libro forniti o indicati dal docente (data l'alta frammentazione degli argomenti in lettratura non indichiamo particolari testi di rfierimento)
