
物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|PHYS3040
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电动力学是物理学的一个分支,处理快速变化的电场和磁场。
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物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|Coherent States
In this section we confine attention initially to a single mode of the field with definite polarisation; then we may drop the labels $k$ and $\lambda$. We now wish to investigate further the properties of the adjoint pair of operators $\mathrm{c}$ and $\mathrm{c}^{+}$for an oscillator of frequency $\omega$. As just discussed, the number operator for the mode is
$$
\mathbf{n}=\mathrm{c}^{+} \mathrm{c}
$$ with eigenstates given by
$$
\mathrm{n}|n\rangle=n|n\rangle
$$
The coherent states of the oscillator are the eigenstates of the annihilation operator $\mathrm{c}$,
$$
c|\alpha\rangle=\alpha|\alpha\rangle
$$
Using (7.13), this is explicitly
$$
\left(\frac{i}{\sqrt{2 \hbar \omega}} \mathrm{P}+\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} \mathrm{X}\right)|\alpha\rangle=\alpha|\alpha\rangle
$$
so that in the coordinate $(X)$ representation for the oscillator the probability amplitude $\langle X \mid \alpha\rangle$ satisfies a first-order differential equation,
$$
\left(\sqrt{\frac{\hbar}{2 \omega}} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d} X}+\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} X\right)\langle X \mid \alpha\rangle=\alpha\langle X \mid \alpha\rangle .
$$
Since $\mathrm{c}$ is not self-adjoint, the eigenvalues $\alpha$ will in general be complex numbers. The normalised solution is ${ }^2$
$$
\langle X \mid \alpha\rangle=\left(\frac{\omega}{\pi \hbar}\right)^{\frac{1}{4}} \exp \left(-\left(\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} X-\alpha_R\right)^2+i \sqrt{\frac{2 \omega}{\hbar}} \alpha_l X\right),
$$
where we have separated $\alpha$ into real $\left(\alpha_R\right)$ and imaginary $\left(\alpha_l\right)$ parts.
Since $\langle\alpha|\mathrm{P}| \alpha\rangle$ and $\langle\alpha|\mathrm{X}| \alpha\rangle$ are both real, we can put
$$
\begin{aligned}
& \alpha_R=\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}}\langle\alpha|\mathrm{X}| \alpha\rangle \equiv \sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} u, \
& \alpha_l=\frac{1}{\sqrt{2 \hbar \omega}}\langle\alpha|\mathrm{P}| \alpha\rangle \equiv \sqrt{\frac{\hbar}{2 \omega}} v .
\end{aligned}
$$
物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|Coherence of the Electromagnetic Field
The coherence properties of the electromagnetic field are described in terms of the properties of the mean values of polynomials of the field strength operators. These operators will involve products of the annihilation and creation operators $\left(\mathrm{c}i, \mathrm{c}_j^{+}\right)$for the modes of the field which can be brought to normal ordered form. Thus the study of coherence from the theoretical point of view can be based on the evaluation of the correlation functions of the annihilation and creation operators, $$ \left\langle\mathrm{c}{i_1}^{+} \ldots \mathrm{c}{i_n}^{+} \mathrm{c}{i_{n+1}} \ldots . \mathrm{c}{i{n+m}}\right\rangle_\rho=G^{(n, m)}\left(i_1, \ldots i_n, i_{n+1}, \ldots i_{n+m}\right)
$$
where $\rho$ is a density operator for the field and $\langle\Lambda\rangle_\rho=\operatorname{Tr}(\rho \Omega)$ according to (5.18); the annihilation and creation operators in (7.78) are all taken at the same instant in time.
The state of the electromagnetic field described by the density operator $\rho$ is said to be fully coherent if there exists a sequence of complex numbers $\left{z_i: z_1, z_2, \ldots\right}$ such that for every value of $n$ and for every set of indices $i_1, \ldots i_n, i_{n+1}, \ldots i_{2 n}$ we have
$$
G^{(n, n)}\left(i_1, \ldots i_n, i_{n+1}, \ldots i_{2 n}\right)=\prod_{k=1}^n z_{i_k}^* \prod_{m=n+1}^{2 n} z_{i_m} .
$$
If the correlation functions (7.78) possess this property only for $n \leq M$, we say that the state of the field has only $M$ th order coherence [7]. The lowest-order correlation function, $G^{(1,1)}$, is the most familiar since it determines the intensity of scattered light in a scattering experiment, and hence cross sections.
An alternative formulation, which parallels the usual description of coherence in classical electromagnetism, utilises an average over products of the electric field operators,
$$
G^{(n+m)}\left(t_1, \ldots t_n ; t_{n+1}, \ldots t_{n+m}\right)=\left\langle E\left(t_1^{-} \ldots E\left(t_n\right)^{-} E\left(t_{n+1}\right)^{+} \ldots E\left(t_{n+m}\right)^{+}\right\rangle\right.
$$ such that $G^{(1,1)}(t ; t)$ is again proportional to the scattered intensity. The power spectrum $S(\omega)$ of fluorescence is the Fourier transform of the two-point correlation function $G^{(1,1)}(t ; t+\tau)$. These remarks apply equally to classical and quantum descriptions of the field; the difference between the two accounts lies in the interpretation of the averaging implied by $\langle\ldots\rangle$ in $(7.78)$, $(7.80)$. Once one goes beyond simple intensity measurements $\left(G^{(1,1)}\right)$, differences arise in these correlation functions according to classical and quantum electrodynamics; measurements of the properties of the electromagnetic field in, for example, spontaneous emission and resonance fluorescence experiments confirm the quantum nature of the field [8].

电动力学代考
物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|Coherent States
在本节中,我们最初将注意力集中在具有明确极化的场 的单一模式上;那么我们可以放下标签 $k$ 和 $\lambda$. 我们现在 希望进一步研究伴随算子对的性质 $\mathrm{C}^{\prime}$ 和 ${ }^{+}$对于频率振荡 器w. 正如刚才所讨论的,模式的数字运算符是
$$
\mathbf{n}=\mathrm{c}^{+} \mathrm{c}
$$
本征态由
$$
\mathrm{n}|n\rangle=n|n\rangle
$$
振荡器的相干态是湮天算符的本征态c,
$$
c|\alpha\rangle=\alpha|\alpha\rangle
$$
使用 (7.13),这是明确的
$$
\left(\frac{i}{\sqrt{2 \hbar \omega}} \mathrm{P}+\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} \mathrm{X}\right)|\alpha\rangle=\alpha|\alpha\rangle
$$这样在坐标 $(X)$ 表示振荡器的概率幅度 $\langle X| \alpha$ 满足一 阶微分方程,
$$
\left(\sqrt{\frac{\hbar}{2 \omega}} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d} X}+\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} X\right)\langle X \mid \alpha\rangle=\alpha\langle X \mid \alpha\rangle
$$
自从c不是自伴粚的,特征值 $\alpha$ 通常是复数。标准化的解 决方案是 ${ }^2$
$$
\langle X \mid \alpha\rangle=\left(\frac{\omega}{\pi \hbar}\right)^{\frac{1}{4}} \exp \left(-\left(\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} X-\alpha_R\right)^2+i \sqrt{ }\right.
$$
我们分开的地方 $\alpha$ 成真 $\left(\alpha_R\right)$ 和虚构的 $\left(\alpha_l\right)$ 部分。 自从 $\langle\alpha|\mathrm{P}| \alpha\rangle$ 和 $\langle\alpha|\mathrm{X}| \alpha\rangle$ 都是真实的,我们可以把
$$
\alpha_R=\sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}}\langle\alpha|\mathrm{X}| \alpha\rangle \equiv \sqrt{\frac{\omega}{2 \hbar}} u, \quad \alpha_l=\frac{1}{\sqrt{2 \hbar \omega}}\langle c
$$
物理代写|电动力学代写electromagnetism代考|Coherence of the Electromagnetic Field
电磁场的相干特性根据场强算子多项式的平均值的特性 来描述。这些算子会涉及到湮算子和创造算子的产品 $\left(\mathrm{c} i, \mathrm{c}j^{+}\right)$对于可以带入正常有序形式的场模式。因此, 从理论的角度研究相干性可以基于对湮大和创造算子的 相关函数的评估, $$ \left\langle\mathrm{c} i_1{ }^{+} \ldots c i_n{ }^{+} c i{n+1} \ldots \operatorname{cin}+m\right\rangle_\rho=G^{(n, m)}\left(i_1, \ldots\right.
$$
在哪里 $\rho$ 是场的密度算子,并且 $\langle\Lambda\rangle_\rho=\operatorname{Tr}(\rho \Omega)$ 根据 (5.18);(7.78) 中的湮天算子和创造算子都是在同一时刻 及时获取的。
密度算子描述的电磁场状态 $\rho$ 如果存在复数序列,则称其 完全一致 Veft{z_i: z_1, z_2, Vdots\right } } \text { 这样对于每个值 } n 对于每组指数 $i_1, \ldots i_n, i_{n+1}, \ldots i_{2 n}$ 我们有
$$
G^{(n, n)}\left(i_1, \ldots i_n, i_{n+1}, \ldots i_{2 n}\right)=\prod_{k=1}^n z_{i_k}^* \prod_{m=n+1}^{2 n} z_{i_m}
$$
如果相关函数 (7.78) 只有 $n \leq M$ ,我们说场的状态只有 $M$ 阶相干性 [7]。最低阶相关函数, $G^{(1,1)}$ ,是最常见 的,因为它决定了散射实验中散射光的强度,因此也决 定了横截面。
与经典电磁学中通常对相干性的描述相似的替代公式利 用电场算符的平均乘积,
$$
G^{(n+m)}\left(t_1, \ldots t_n ; t_{n+1}, \ldots t_{n+m}\right)=\left\langleE \left( t_1^{-} \ldots E\left(t_n\right)\right.\right.
$$
这样 $G^{(1,1)}(t ; t)$ 再次与散射强度成正比。功率谱 $S(\omega)$ 苂光的是两点相关函数的傅里叶变换 $G^{(1,1)}(t ; t+\tau)$. 这些评论同样适用于该领域的经典和量子描述; 两个帐 户之间的区别在于对隐含的平均的解释 $(.$.$) 在 (7.78),$ $(7.80)$. 一旦超越了简单的强度测量 $\left(G^{(1,1)}\right)$ ,根据经典 和量子电动力学,这些相关函数会出现差异;例如,在 自发发射和共振荧光实验中对电磁场特性的测量证实了 该场的量子性质。

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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。
有限元方法代写
有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
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随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。
回归分析代写
多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
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