означають, що в певних частотах середу розширюється, відчуваючи стиснення (негативний коефіцієнт) і прискорюється наліво, будучи рухомим направо (негативна щільність).
Електромагнітний спектр простягається від низьких частот, що використовуються для сучасного радіо-і гамма-випромінювання в кінці короткохвильового діапазону, що охоплює довжини хвиль від часток розмірів атома до тисяч кілометрів. Це було б довжинами хвиль від 103 до 10? 15 кілометрів. Верхня межа довжини хвилі - це розмір самого всесвіту, в той час як нижня межа - близько довжини Планка, хоча в принципі спектр нескінченний і безперервний.
Уявна демонстрація: гіпотетична тверда структура решітки (тверде тіло) складена з 1023 атомів. Однак у реальному твердому тілі ці частинки можуть так само з легкістю бути іонами. У твердій структурі решітки атоми чинять тиск або силу один на одного, щоб підтримати рівновагу. Атомні сили підтримують тверду структуру решітки. Більшість з них, такі як ковалентні або іонні зв'язку, мають електричну природу. Магнітна сила і сила тяжіння незначні. Через зв'язки між атомами, зміщення одного або більше атомів від початкового положення рівноваги дасть початок ряду хвиль вібрації, що розмножуються через грати. Одна така хвиля показана на рис.1.9. Амплітуда хвилі дана зміщеннями атомів від їх положень рівноваги. ?- Довжина хвилі.
Рис.1.9. Рух фонона
.3 Явище негативного заломлення
Одне з можливих властивостей метаматеріалів - негативний (або лівобічний) коефіцієнт заломлення, який проявляється при одночасній заперечності діелектричної та магнітної проникності [5].
Більше 30-ти років тому В. Веселаго звернув увагу на те, що в ізотропному середовищі, що володіє негативними значеннями діелектричної та магнітної проникності? <0,? <0, поширення електромагнітних хвиль характеризується досить незвичайними властивостями.
ріс.1.10. Гіпотетичне негативне заломлення в рідині (праворуч) у порівнянні з дією звичайної води (ілюстрація TU Wien)
Оскільки в таких середовищах хвильовий вектор k, електричне поле E і магнітне поле H утворюють у хвилі ліву трійку векторів на противагу правій трійці векторів, яка має місце в звичайних середовищах, такого роду матеріали називаються «left-hander materials », на відміну від звичайних матеріалів, які називаються відповідно« right-hander materials ». Серед багатьох незвичайних властивостей поширення хвиль в подібних середовищах цікавим є той факт, що в них напрямки хвильового вектора k і вектора Пойтинга S антіпараллельни. Крім того, на кордоні RHM / LHM заломлене промінь виявляється розташованим по той бік від нормалі до поверхні, що т промінь падаючий (негативне заломлення), так що LHM також називають матеріалами з негативною рефракцією [5,22].
Рівняння поширення електромагнітних хвиль в ізотропному середовищі має вигляд:
, (1.4)
де k - хвильовий вектор,?- Частота хвилі, c - швидкість світла, n2=є?- Квадрат показника заломлення.
З цих рівнянь очевидно, що одночасна зміна знаків у діелектричної та магнітної сприйнятливості середовища ніяк не відіб'ється на цих співвідношеннях. Рівняння (1.4) отримано на основі теорії Максвелла. Для середовищ, у яких діелектрична є і магнітна? сприйнятливості середовища одночасно позитивні, три вектори електромагнітного поля - електричний, магнітний і хвильової ...
