Modelos análogos para a propagação da luz em teorias não lineares do eletromagnetismo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: CRUZ, Thales Willian lattes
Orientador(a): DE LORENCI, Vitorio Alberto lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Física
Departamento: IFQ - Instituto de Física e Química
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Propagação de luz em uma teoria não linear do eletromagnetismo
Modelos análogos
Métrica efetiva
Teoria de Born-Infeld
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::FÍSICA
Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4027
Resumo: Este trabalho visa um estudo de modelos análogos para a propagação da luz em teorias não lineares do eletromagnetismo. Para isto, primeiro calculamos as equações de movimento e o tensor momento-energia de uma teoria arbitrária dependente dos dois invariantes do eletromagnetismo, e , no formalismo tensorial e vetorial. Após, demonstramos, via dois métodos diferentes, como obter a relação de dispersão das ondas eletromagnéticas dessas teorias. Calculamos também a velocidade de fase, velocidade grupo e índice de refração para tais teorias. Aplicamos os resultados para as teorias de Born-Infeld e de Euler-Heisenberg. Encontramos também a velocidade de fase de uma onda em um meio material que apresenta os efeitos Pockels e Kerr. Propomos então uma analogia formal entre a métrica efetiva da teoria não linear e a métrica efetiva do meio material. Mostramos ainda que podemos obter o mesmo resultado análogo relacionando a mudança do valor do índice de refração pela presença dos campos eletromagnéticos em ambas as teorias não lineares com a mudança do índice de refração no meio material devido à presença dos campos eletromagnéticos. Finalizamos aplicando os resultados obtidos na confecção em modelos análogos baseados no Germânio e no Silício.
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spelling 2024-03-082024-03-252024-03-25T12:10:44Z2024-03-25T12:10:44Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4027Este trabalho visa um estudo de modelos análogos para a propagação da luz em teorias não lineares do eletromagnetismo. Para isto, primeiro calculamos as equações de movimento e o tensor momento-energia de uma teoria arbitrária dependente dos dois invariantes do eletromagnetismo, e , no formalismo tensorial e vetorial. Após, demonstramos, via dois métodos diferentes, como obter a relação de dispersão das ondas eletromagnéticas dessas teorias. Calculamos também a velocidade de fase, velocidade grupo e índice de refração para tais teorias. Aplicamos os resultados para as teorias de Born-Infeld e de Euler-Heisenberg. Encontramos também a velocidade de fase de uma onda em um meio material que apresenta os efeitos Pockels e Kerr. Propomos então uma analogia formal entre a métrica efetiva da teoria não linear e a métrica efetiva do meio material. Mostramos ainda que podemos obter o mesmo resultado análogo relacionando a mudança do valor do índice de refração pela presença dos campos eletromagnéticos em ambas as teorias não lineares com a mudança do índice de refração no meio material devido à presença dos campos eletromagnéticos. Finalizamos aplicando os resultados obtidos na confecção em modelos análogos baseados no Germânio e no Silício.This work aims at studying analogous models for the propagation of light in nonlinear theories of electromagnetism. To do this, we first calculate the equations of motion and the momentum-energy tensor of an arbitrary theory dependent on the two electromagnetism invariants, and , in both tensorial and vector formalisms. Then, we demonstrate, through two different methods, how to obtain the dispersion relation of electromagnetic waves for these theories.We also calculate the phase velocity, group velocity and refractive index for such theories. We apply the results to the Born-Infeld and Euler-Heisenberg theories. Additionally, we find the phase velocity of a wave in a material medium exhibiting Pockels and Kerr effects. We then propose a formal analogy between the effective metric of the nonlinear theory and the effective metric of the material medium. Furthermore, we show that we can obtain the same analogous result by relating the change in the value of the refractive index due to the presence of electromagnetic fields in both nonlinear theories with the change in the refractive index in the material medium due to the presence of electromagnetic fields. Finally, we apply the obtained results in the construction of analogous models based on Germanium and Silicon.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - FísicaUNIFEIBrasilIFQ - Instituto de Física e QuímicaCNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::FÍSICAPropagação de luz em uma teoria não linear do eletromagnetismoModelos análogosMétrica efetivaTeoria de Born-InfeldModelos análogos para a propagação da luz em teorias não lineares do eletromagnetismoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisDE LORENCI, Vitorio Albertohttp://lattes.cnpq.br/1361400129993392RIBEIRO, Caio Cesar Holandahttp://lattes.cnpq.br/6459107436866263http://lattes.cnpq.br/3267862705740438CRUZ, Thales WillianCRUZ, Thales Willian. Modelos análogos para a propagação da luz em teorias não lineares do eletromagnetismo. 2024. 64 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4027/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALMestrado_2024044.pdfMestrado_2024044.pdfapplication/pdf868796https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4027/1/Mestrado_2024044.pdf4454e86e79c75d56c61dbdaf18b25ce4MD51123456789/40272024-03-25 09:10:45.078oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442025-08-26T21:09:46.207255Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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