Книга посвящена систематическому изложению физики и способов описания основных элементарных процессов, возникающих при взаимодействии электромагнитного поля с атомами, молекулами и наночастицами. Рассмотрены такие фундаментальные явления как поглощение излучения, люминесценция, индуцированное излучение, фотоионизация, тормозное излучение, включая поляризационный канал, различные виды рассеяния фотона на атомах и мезообъектах, в том числе с участием поверхностных плазмонов, а также фотопереходы в молекулярных системах и наноструктурах. Когерентные нестационарные процессы – самоиндуцированная прозрачность, оптическая нутация и фотонное эхо – описаны в рамках формализма вектора Блоха, позволяющего дать их наглядную геометрическую интерпретацию.
Основному материалу предпослано рассмотрение электромагнитного взаимодействия на примере простейших классических систем – гармонического осциллятора и осциллятора Морзе. Особое внимание уделено фазовому контролю фотовозбуждения классического осциллятора в поле ультракоротких импульсов и в бихроматическом поле, играющему важную роль в современной лазерной физике и химии.
Теория теплового излучения изложена в соответствии с оригинальным статистическим подходом М. Планка. Представлено классическое описание взаимодействия электромагнитного излучения с веществом на основе спектроскопического принципа соответствия, включая вывод выражений для коэффициентов Эйнштейна. Подробно рассмотрена динамическая поляризуемость атома – величина, занимающая центральное место в описании отклика вещества на электромагнитное воздействие.
Дано оригинальное изложение теории и приведено сравнение расчетных данных с экспериментальными результатами для ряда важных неупругих процессов при взаимодействии электронов с атомными частицами.