دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده ‌‌‌فیزیک

پایان نامه کارشناسی ارشد

عنوان:

بررسی اثر کازیمیر با در نظرگرفتن شرایط مرزی به عنوان قیود دیراک

استاد راهنما:

دکتر احمد شیرزاد

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فهرست مطالب…………………………………….. هشت

چکیده……………………………………………………. 1

پیش گفتار…………………………………………….. 2

0-1    پیدایش اثر کازیمیر…………………………….. 2

0-2    هدف کلی……………………………………… 3

0-3    محتوای پایان نامه……………………………… 4

فصل اول  مقدمه………………………………………. 7

1-1   تاریخچه و مفهوم خلاء کوانتومی…………….. 7

1-2   نیروهای وان در والس……………………………. 8

1-3   مفهوم نیروی کازیمیر……………………………. 10

1-4    نیروی کازیمیر…………………………………… 11

1-5  رهیافت های نیروی کازیمیر……………………… 11

1-5-1   رهیافت انرژی نقطه صفر…………………….. 12

1-5-2   رهیافت فشار تابشی نقطه صفر…………….. 13

1-6      نیروی کازیمیر و شرایط مرزی……………….. 14

1-7     درک شهودی مقادیر نیروی کازیمیر………….. 14

1-8     نیروی کازیمیر و هندسه اجسام……………… 15

1-9     اندازه گیری اثر کازیمیر…………………………. 16

1-10     نیروهای کازیمیر و افت و خیزها…………………. 18

1-10-1    نیروهای مربوط به افت و خیزهای کوانتومی…….. 18

1-10-2     نیروی کازیمیر مربوط به افت و  خیزهای گرمایی…..20

1-11      معرفی اثر دینامیک کازیمیر……………………….. 20

1-11-1    اثر دینامیک کازیمیر و شرایط مرزی………………. 21

1-11-2     اثر دینامیک کازیمیر و شکل سطح مرزها………….. 22

1-11-3     آزمایش هایی در مورد اثر دینامیک کازیمیر……….. 22

1-12    مانسته اثر کازیمیر در فیزیک کلاسیک………………… 23

1-13    نقش اثر کازیمیر در شاخه های مختلف فیزیک………. 23

فصل دوم   کوانتش میدان های اسکالر و الکترومغناطیس با استفاده از قیود دیراک……25

مقدمه……………………………………………… 25

2-1    معرفی دستگاه های مقید………………………………. 26

2-1-1     دستگاه های تکین و قیود……………………………. 26

2-1- 2    قیود نوع اول و نوع دوم………………………………. 29

2-1-3    کروشه دیراک……………………………………….. 30

2-2    کوانتش سیستم های مقید……………………………. 30

2-3     کوانتش میدان کلین گوردون در حجم محدود با استفاده از قیود دیراک…..32

2-3-1    حل معادله میدان کلین گوردون………………………..32

2-3-2    کوانتش دستگاه بدون حل معادلات حرکت………….. 33

2-3-3     محاسبه میدان کلین گوردون با شرط مرزی نویمان….37

2-4    کوانتش میدان الکترومغناطیس با استفاده از قیود دیراک در حجم محدود….37

2-4-1   اصول کار…………………………………….. 37

2-4-2   کوانتش میدان الکترومغناطیسی……………….. 38

2-4-3    تعریف شرایط مرزی و محاسبه قیود……………. 39

2-4-4    اعمال قیود بر بسط مولفه های میدان…………. 41

فصل سوم  خلاء الکترومغناطیسی………………………. 42

3-1     معرفی……………………………………… 43

3-2     نوسانگر هارمونیک…………………………………. 43

3-3     رابطه مدهای میدان و نوسانگر هارمونیک……….. 45

3-4    کوانتش مدهای میدان………………………………… 46

3-5     میدان در فضای آزاد…………………………………… 47

3-6     ضرورت میدان خلاء…………………………………….. 49

3-7     اثر کازیمیر…………………………………….. 50

فصل چهارم  نیروی کازیمیر برای میدان های اسکالر و الکترومغناطیس……54

4-1       میدان اسکالر کوانتیده در  فاصله محدود…………. 55

4-1-1     منظم سازی میدان اسکالر با تابع نمایی……………56

4-1-2     منظم سازی میدان اسکالر با تابعی دیگر………….. 58

4-2      نیروی کازیمیر برای میدان الکترو مغناطیس…………… 59

4-2-1       صفحات رسانای موازی………………………….. 59

4-2-2 به دست آوردن نیروی کازیمیر میدان الکترو مغناطیسی با استفاده از روش بررسی سازگاری قیود…..62

4-3    فشار تابشی خلاء: توضیح فیزیکی نیروی کازیمیر………….. 66

فصل پنجم  نیروی کازیمیر برای یک ریسمان باز……………….. 68

5-1    ریسمان باز در حضور میدان مغناطیسی B……………….

5-2   معادلات میدان، شرایط مرزی و قیود ریسمان…………… 70

5-3    انرژی نقطه صفر ریسمان………………………………… 75

5-4   منظم سازی انرژی نقطه صفر و محاسبه نیروی کازیمیر……… 76

5-5   حالت کلی دیگر…………………………………….. 77

5-6    نتیجه گیری……………………………………… 78

مراجع………………………………………………. 79

چکیده:

هدف اصلی این پایان نامه پیوند بین دو مبحث دستگاههای مقید و اثر کازیمیر می باشد. نقطه مشترک این دو مبحث مهم را می توان در شرایط مرزی یافت. در این تحقیق برای به دست آوردن نیروی کازیمیر میدان های کلین گوردون، الکترومغناطیس و ریسمان باز، از روش کوانتش سیستم های مقید با در نظر گرفتن شرایط مرزی به عنوان قیود استفاده شده است. برای این منظور پس از محاسبه سازگاری قیود مذکور با هامیلتونی کل و اعمال زنجیره کامل قیود بر بسط فوریه مولفه های میدان  مد های غیر فیزیکی حذف شده  و به فضای فاز کاهش یافت دست می یابیم. سپس با تبدیل کروشه دیراک مدهای باقی مانده به جابه جا گر، سیستم را  کوانتومی می کنیم و عملگر انرژی را بر حسب مدهایی فیزیکی بیان می کنیم. منشا اثر کازیمیر در مقایسه مدهای حاضر در عملگر انرژی دستگاه دارای شرایط مرزی با دستگاه بدون مرز است. به بیان دیگر نشان می دهیم که اعمال قیود ناشی از شرایط مرزی منجر به حذف برخی از مدها و ظهور نیروی کازیمیر می شود.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.