色散關係的物理意義

　　色散關係的研究是鐳射核聚變中最基本最重要的問題之一。下面就讓小編給你說說什麼是色散關係，一起來看看吧。

　　什麼是色散關係?

　　色散關係***dispersion relation***是指物理學中從因果律出發***與其他 原理相結合***得出的積分關係式的統稱。色散關係作為因果律的推論，主要思想可概括為：設外界對某一物理系統輸入訊號***或施加作用***，作為反應系統產生輸出訊號***或次級作用***。只要此係統具有下述性質：①內部運動規律不隨時間改變;②輸入和輸出按因果方式聯絡;③輸出是輸入的線性泛函，則可求出此線性泛函的傅立葉變換的解析性質，進而得到可測量間的積分關係式——色散關係。

　　推導色散關係時只用到因果律和其他一些普遍原理，而無須對系統內部運動規律或相互作用項作具體的說明或假定。所得色散關係式中都是可直接與物理測量相聯絡的量。因此色散關係在物理學許多領域中獲得廣泛的應用。

　　色散關係的理論詮釋

　　對色散關係的研究，從討論經典電磁理論中電介質的折射率隨電磁波頻率的變化開始。由經典電子論得知，介質中的電磁波由入射波和從各散射中心發出的散射波相干疊加而成。一個合理的假定是認為這樣的物理系統具有上面的三個性質。這時因果律體現在要求入射波碰到散射中心以前，散射波振幅為零。從這點出發得出介質折射率作為頻率的函式的解析性質，匯出了克拉末-克朗尼格公式，即介質折射率的色散關係式。它將折射率的實部用其虛部***即介質對電磁波的吸收係數***對頻率的積分關係式表出。對於絕緣介質，這關係式兩邊都可直接測量，曾經利用它研究了經典電子論中許多問題。後來M.蓋耳-曼、M.戈德伯格等人進一步討論了量子電動力學中的色散關係問題。

　　量子場論和基本粒子理論中關於色散關係的研究，集中在20世紀50年代中期到60年代初期這一段時間。主要原因一方面是由於微擾理論不能用到強相互作用領域，人們亟待尋找新的可靠的方法;而另一方面是用色散關係研究問題時，只要求遵從一些普遍有效的原理，而無須對強作用動力學機制***相互作用拉格朗日量***作出具體的假定。這點非常適應於當時量子場論和基本粒子物理的發展狀況。關於量子場論中色散關係的證明問題，至今沒有徹底解決。只有當體系中粒子質量滿足一定不等式而動量轉移數值限定在一定範圍時，單重色散關係才能得到嚴格的證明。而對於雙重色散關係，即使在微擾論框架下，也只有某些特殊過程的散射振幅能滿足曼德爾施塔姆表象中關於解析性的要求。