Free-Electron Lasers (FELs) são dispositivos que convertem eficientemente a energia cinética de um feixe relativístico de elétrons na energia de modos eletromangéticos de forma coerente. A energia é retirada do feixe de elétrons, na medida em que os elétrons são aprisionados no potencial ponderomotriz formado pela ação simultânea dos campos do modo eletromagnético e do wiggler. Neste trabalho descreve-se um FEL, seus componentes, diferentes tipos e regimes de operação. Depois da derivação das equações de partículas-onda para descrever a evolução do sistema, propõe-se um modelo baseado no fator de compressibilidade para estimar os resultados gerados pelas simulações. O crescimento do campo do laser é emulado através de um conjunto de equações lineares obtido pela linearização das equações de partículas-onda. As não linearidades causadas pelo efeito de carga espacial e térmico são mantidos nas equações diferenciais de segunda ordem que representam a evolução das partículas. O modelo é transformado, ao longo do trabalho, de acordo com as condições iniciais: primeiro, considera-se um feixe gelado (sem distribuição inicial de energia); segundo, considera-se uma distribuição do tipo water bag para a velocidade longitudinal das partículas; e, por fim, considera-se uma distribuição de Gauss para a velocidade longitudinal. Para o feixe gelado, os zeros da compressibilidade indicam o início do processo de mistura no espaço de fases (a mistura acontece quando a distribuição não é mais uma função de valor único no espaço de fases energiaposição). Enquanto para o feixe quente, a quebra do regime linear ocorre quando a borda inferior da distribuição passa a não ser mais uma função de valor único. A análise para o feixe quente é limitada a pequenos valores de distribuição de velocidades, dentro do regime hidrodinâmico no qual o feixe pode ser expresso como um fluido. O modelo foi comparado com as simulações de partículas-onda, em todos os casos, apresentando uma concordância satisfatória nos resultados. O modelo provou ser capaz de estimar algumas quantidades físicas de interesse para FELs. Deste modo, o modelo simplificado pode ser usado como uma ferramenta poderosa para produzir dados razoavelmente confiáveis para a otimização da operação do dispositivo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:19:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262278.pdf: 1601559 bytes, checksum: 6756701693c42336e1665c7bb35dd010 (MD5) / Neste trabalho, apresentamos estudos teóricos das seções de choque por impacto eletrônico para a excitação eletrônica do estado X2? para o estado A2S em moléculas com camada aberta para energias baixas e intermediárias. Mais especificamente calculamos as seções de choques diferencial e integral na faixa de energia de 15 a 50 eV para o radical NO. Para o radical SH, as seções de choques integrais são apresentadas na faixa de energia de 4,5 a 50 eV. As funções de onda para o alvo são tratadas à nível Hartree-Fock restrito para camada aberta (ROHF). A dinâmica de interação elétron-molécula é descrita por um potencial com contribuições de estático, de troca e polarização para longo alcance. O método iterativo variacional de Schwinger (SVIM) combinado com a aproximação em ondas distorcidas (DWA) é aplicado para calcular as amplitudes de espalhamento em núcleo fixo. Comparações entre os nossos resultados teóricos com outros dados experimentais e teóricos disponíveis na literatura para as seções de choques mostram, que para energias acima de 10 eV há boa concordância qualitativa para ambas moléculas.

Free-Electron Lasers (FELs) são dispositivos que convertem eficientemente a energia cinética de um feixe relativístico de elétrons na energia de modos eletromangéticos de forma coerente. A energia é retirada do feixe de elétrons, na medida em que os elétrons são aprisionados no potencial ponderomotriz formado pela ação simultânea dos campos do modo eletromagnético e do wiggler. Neste trabalho descreve-se um FEL, seus componentes, diferentes tipos e regimes de operação. Depois da derivação das equações de partículas-onda para descrever a evolução do sistema, propõe-se um modelo baseado no fator de compressibilidade para estimar os resultados gerados pelas simulações. O crescimento do campo do laser é emulado através de um conjunto de equações lineares obtido pela linearização das equações de partículas-onda. As não linearidades causadas pelo efeito de carga espacial e térmico são mantidos nas equações diferenciais de segunda ordem que representam a evolução das partículas. O modelo é transformado, ao longo do trabalho, de acordo com as condições iniciais: primeiro, considera-se um feixe gelado (sem distribuição inicial de energia); segundo, considera-se uma distribuição do tipo water bag para a velocidade longitudinal das partículas; e, por fim, considera-se uma distribuição de Gauss para a velocidade longitudinal. Para o feixe gelado, os zeros da compressibilidade indicam o início do processo de mistura no espaço de fases (a mistura acontece quando a distribuição não é mais uma função de valor único no espaço de fases energiaposição). Enquanto para o feixe quente, a quebra do regime linear ocorre quando a borda inferior da distribuição passa a não ser mais uma função de valor único. A análise para o feixe quente é limitada a pequenos valores de distribuição de velocidades, dentro do regime hidrodinâmico no qual o feixe pode ser expresso como um fluido. O modelo foi comparado com as simulações de partículas-onda, em todos os casos, apresentando uma concordância satisfatória nos resultados. O modelo provou ser capaz de estimar algumas quantidades físicas de interesse para FELs. Deste modo, o modelo simplificado pode ser usado como uma ferramenta poderosa para produzir dados razoavelmente confiáveis para a otimização da operação do dispositivo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O escopo deste trabalho é o aperfeiçoamento de um pacote computacional baseado no Método de Frações Continuadas (MCF), através da inclusão do cálculo do potencial de absorção. Adota-se, para o cálculo desse potencial, o modelo quasifree semiempírico para moléculas, de Jain e Baluja. Assim modificado, o conjunto de códigos computacionais é aplicado ao estudo do espalhamento de elétrons pelas moléculas H2, H2O e HCOOH, para várias energias de incidência. Para a descrição da interação elétron-molécula, adota-se um potencial óptico, cuja parte real é aproximada pela soma dos potenciais estático e de troca ou, alternativamente, por esses potenciais, acrescidos de um termo de correlação-polarização. A parte imaginária desse potencial é constituída pelo potencial de absorção. As seções de choque diferenciais (DCS) são calculadas a partir das matrizes de espalhamento (K). A matriz de espalhamento referente à parte real do potencial óptico é calculada pelo MCF, e a matriz de espalhamento referente ao potencial de absorção é calculada na aproximação de ondas distorcidas (dwa). Nesse procedimento, é necessário calcular a onda espalhada pela parte real do potencial óptico, o que constituiu um passo do presente trabalho. O modelo adotado para o potencial de absorção inclui a parte real do potencial óptico. Testes com várias aproximações para esse potencial foram realizados. Os resultados são mostrados e discutidos. Os resultados obtidos com o código modificado são comparados a resultados constantes da literatura, e mostram-se satisfatórios. São indicados alguns pontos críticos dos cálculos realizados no pacote computacional utilizado.<br> / Abstract : The scope of this work is the improvement of a computational pack based on the method of continued fractions (MCF), by the inclusion of the calculation of the absorption potencial. The quasifree semiempirical model from Jain and Baluja is adopted for this potential. The modified computational pack is applied to the electron scattering by the molecules H2, H2O and HCOOH, for several incident energies. The electronmolecule interaction is described via an optical potential, for which the real part is approximated by the static-exchange potential or, alternatively, further adding of correlation-polarization. The imaginary part of the optical potential is the absorption potential. The differential cross sections (DCS) are calculated from the scattering matrices (K). The K matrix related to the real part of the optical potential is calculated by the MCF, while the K matrix related to the absorption potential is calculated in distorted wave approximation. For this approximation, the scattering wave function related to the real part of the problem is calculated. The model employed for the absorption potential includes the real part of the optical potential. Several approximations for this are calculated. The results are shown and discussed. The results obtained with the modified code are compared with theoretical and experimental data, showing reasonable agreement with these. Some critical points of the computational procedures are indicated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:26:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241326.pdf: 2160902 bytes, checksum: 611b00990315d1bf650d4d6ae74e2589 (MD5) / No presente trabalho, aplicamos o método da onda distorcida (DWA) combinado com o método variacional iterativo da Schwinger (SVIM), para calcular as seções de choque diferenciais (DCS) e integrais (ICS) inelásticas, a partir da excitação de elétrons presos a camadas internas da molécula C2N2. Mais especificamente, mediante impacto eletrônico, realizamos a excitação de elétrons da camada interna 2sg e 2su da molécula de C2N2 para a primeira camada excitada 2pu {X¹Sg? ? ¹,³Pg (carbono1s2su ? 2pu)} 2pu{X¹Sg? ? ¹,³Pu (carbono1s2sg ? 2pu)}, na faixa de energias de 300-900 eV para o elétron incidente, distinguindo se a transição é para um estado singleto ou tripleto. Em seguida calculamos a razão entre as seções de choque integradas, RI(3:1), para o estado final tripleto e o singleto. Verificamos que a razão RI(3:1) segue o mesmo padrão obtido anteriormente para outros alvos moleculares, apresentando picos de ressonâncias localizados imediatamente acima do primeiro limiar de excitação. Porém, para energias do elétron incidente um pouco acima do primeiro limiar de excitação, a razão RI(3:1) decai de maneira uniforme e bastante suave.

Free-Electron Lasers (FELs) são dispositivos que convertem eficientemente a energia cinética de um feixe relativístico de elétrons na energia de modos eletromangéticos de forma coerente. A energia é retirada do feixe de elétrons, na medida em que os elétrons são aprisionados no potencial ponderomotriz formado pela ação simultânea dos campos do modo eletromagnético e do wiggler. Neste trabalho descreve-se um FEL, seus componentes, diferentes tipos e regimes de operação. Depois da derivação das equações de partículas-onda para descrever a evolução do sistema, propõe-se um modelo baseado no fator de compressibilidade para estimar os resultados gerados pelas simulações. O crescimento do campo do laser é emulado através de um conjunto de equações lineares obtido pela linearização das equações de partículas-onda. As não linearidades causadas pelo efeito de carga espacial e térmico são mantidos nas equações diferenciais de segunda ordem que representam a evolução das partículas. O modelo é transformado, ao longo do trabalho, de acordo com as condições iniciais: primeiro, considera-se um feixe gelado (sem distribuição inicial de energia); segundo, considera-se uma distribuição do tipo water bag para a velocidade longitudinal das partículas; e, por fim, considera-se uma distribuição de Gauss para a velocidade longitudinal. Para o feixe gelado, os zeros da compressibilidade indicam o início do processo de mistura no espaço de fases (a mistura acontece quando a distribuição não é mais uma função de valor único no espaço de fases energiaposição). Enquanto para o feixe quente, a quebra do regime linear ocorre quando a borda inferior da distribuição passa a não ser mais uma função de valor único. A análise para o feixe quente é limitada a pequenos valores de distribuição de velocidades, dentro do regime hidrodinâmico no qual o feixe pode ser expresso como um fluido. O modelo foi comparado com as simulações de partículas-onda, em todos os casos, apresentando uma concordância satisfatória nos resultados. O modelo provou ser capaz de estimar algumas quantidades físicas de interesse para FELs. Deste modo, o modelo simplificado pode ser usado como uma ferramenta poderosa para produzir dados razoavelmente confiáveis para a otimização da operação do dispositivo.

Orientador: Gerald Weber / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T00:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlcaldeMilla_AugustoMiguel_M.pdf: 1217062 bytes, checksum: 32898d4164c6dc54b35fb6f02ae8f977 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta tese discute a influência da não-parabolicidade da banda de condução na interação elétron-fónon em poços quânticos de GaAs-AIGaAs. Calculamos as taxas de transição elétron-fónon devido a fonons confinados e de interface em poços quânticos de GaAs-AIGaAs considerando a influência da não-parabolicidade das bandas de energia. Um modelo da camada dielétrica reformulado é usado para descrever os fonons confinados e assume-se um modelo simples para levar em conta os efeitos da não-parabolicidade. Foram obtidas expressões analíticas no limite quântico extremo para as taxas de transição intra e intersub-banda. Apresentamos também resultados para taxas parabólicas com o propósito de fazer comparações e mostrar que ocorrem importantes diferenças quantitativas, desta forma podemos determinar as situações onde a não-parabolicidade pode ou não ser desprezada. Foi encontrado que nas transições intra e intersub-banda devido a fonons confinados, as taxas de transição são significativamente incrementadas, enquanto para fonons de interface as taxas de transição decrescem. A taxa de transição total é consideravelmente afetada pela não parabolicidade das sub-bandas / Abstract: This thesis discusses the influence of the nonparabolicity of the conduction band on the electron-phonon interaction in GaAs-AIGaAs quantum well8. We calculate the electron-LO-confined and interface-phonon scattering rates in GaAs-AIGaAs quantum wells considering the influence of nonparabolicity on the energy bands. A reformulated slab model is employed to describe the confined phonon and a simple model is assumed to take these nonparabolicity effects into account. Analytic expressions for the intra and intersubband scattering rates in the extreme quantum limit were obtained. We show also results of scattering rates in the parabolic approximation in order to make comparisons and show that important quantitative differences occur, in this way we are able to determine for which situations the subband nonparabolicity can be neglected or not. It is found that for intra and intersubband transitions due to emission of confined phonons the scattering rates are significantly increased, while for interface phonons the scattering rates are decreased. The total scattering rate is considerably affected by the subband nonparabolicity / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Fernando Jorge da Paixão Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diniz_RobertoBelisario_M.pdf: 6931457 bytes, checksum: 424364e3698b60065f9f864bad3eb92c (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho, ana.lisamos as trasições S -> P, S -> D e D -> P do átomo de sódio causadas por colisão com elétrons, apresentando as expressões gerais para os Parâmetros de Hertel e de Fano e Macek e resultados numéricos para energias menores que 5 eV. Observamos a influência das simetrias nos parâmetros, bem como do momento angular do estado atômico / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador : Nicolao Jannuzzi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T23:30:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CruzFilho_SolonPereirada_M.pdf: 1678535 bytes, checksum: 6c87ec37902d9d843e9deb13841450d4 (MD5) Previous issue date: 1974 / Resumo: Nossos resultados experimentais mostraram que as réplicas de fonons não são realmente réplicas, mas sim, estão alargadas na região de altas energias e que se deslocam mais efetivamente do que a banda zero fonon com a variação da intensidade de excitação. Por outro lado vimos que a razão I1/I0 = S( r ) decresce com r e é função da excitação. E ainda s( r )/dDA( r )não tem o comportamento previsto teoricamente. Todos os nossos resultados experimentais estão qualitativamente de acordo com a hipótese original de que os pares de menor separação tem uma maior probabilidade de se recombinarem dando origem a fonons L0 e estão em frontal oposição aos resultados previstos por Malm e Haering e K. Kreher. Notamos portanto a necessidade que existe de uma reformulação da teoria, principalmente, no que se refere ao termo de interação eletron-fonon ( S( r ) ) e na sua dependência com a separação e a intensidade de excitação. É nossa intenção futura chegar a resultados quantitativos acerca da dependência de S com a separação ( D - A ), analisando em detalhes as linhas finas que aparecem no espectro do GaP e de outros cristais / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Luiz Marco Brescansin / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T06:31:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tavares_PedroFernandes_M.pdf: 2373498 bytes, checksum: 766f91c5a23fea662ceb21ab98324884 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Aplicamos o método variacional de Schwinger iterativo ao cálculo de seções de choque para o espalhamento eletrônica e vibracionalmente elástico e rotacionalmente não resolvido de elétrons por moléculas de H2S. Comparamos nossos resultados com cálculos anteriores e dados experimentais / Abstract: We used the Schwinger iterative variational method to calculate cross sections for electronically and vibrationally elastic and rotationally unresolved scattering of electrons by H2S molecules. We compare our results with previous calculations and experimental data / Mestrado / Física / Mestre em Física