准正规模式
编辑准正规模型 (QNM) 是扰动对象或场的能量耗散模式,即它们描述了随时间衰减的场扰动。
例子
编辑一个熟悉的例子是用刀对酒杯的扰动(轻轻敲击):玻璃杯开始响起,它以其固有频率(其声能耗散模式)的一组或叠加而响起。 如果玻璃杯一直响个不停,就可以称这些模式为正常。 此处振荡幅度随时间衰减,因此我们称其模式为准正态。
或者,更紧凑
这里,ω 就是通常所说的准正模频率。 它是一个包含两条信息的复数:实部是时间振荡; 虚部是时间的指数衰减。
在某些情况下,波的振幅衰减很快,为了跟随衰减更长时间,可以绘制 log | ψ ( t ) |
准正常的铃声
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数学物理
编辑在理论物理学中,准正态模式是具有复特征值(频率)的线性化微分方程(例如广义相对论的线性化方程约束黑洞解周围的扰动)的形式解。
黑洞具有许多准正态模式(也称为振铃模式),这些模式描述了黑洞在向完美球形演化时的不对称性随时间呈指数下降。
电磁学与光子学
编辑光学中基本上有两种类型的谐振器。 在xxx种类型中,高 Q 因子光学微腔是通过无损介电光学材料实现的,模式体积为立方波长量级,基本上受衍射极限限制。 高 Q 值微腔的著名示例是微柱腔、微型环形谐振器、光子晶体腔。 在第二种类型的谐振器中,特征尺寸远低于衍射极限,通常低 2-3 个数量级。 在如此小的体积中,能量只能储存一小段时间。 支持局部表面等离子体激元准正态模式的等离子体纳米天线本质上表现为辐射能量而不是存储能量的不良天线。 因此,随着光模在所有三个维度上都变成深亚波长,与其形状无关,Q 因子被限制在大约 10 或更小。
形式上,开放(非厄米特)电磁微或纳米谐振器的共振(即准正态模式)都是通过求解具有复频率的时谐无源麦克斯韦方程来发现的,实部是共振频率和 虚部阻尼率。 阻尼是由于能量通过泄漏(谐振器耦合到它周围的开放空间)和/或材料吸收而损失的。 准正模求解器可有效计算和归一化等离子体纳米谐振器和光子微腔的各种模式。 模式的适当归一化导致非厄米特(开放和有损)系统模式体积的重要概念。 模式体积直接影响光和电子与光学共振相互作用的物理学,例如 电磁态的局域密度、珀塞尔效应、腔微扰理论、与量子发射体的强相互作用、超辐射。
生物物理学
编辑在计算生物物理学中,准正态模式(也称为准谐波模式)源自对角化原子涨落的等时相关矩阵。
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