什麽是左手系（left-handed）介质.PDF

什麼是左手系(left-handed)介質？ 何符漢、蔡定平 國立台灣大學物理學系 劉威志 國立台灣師範大學物理學系 e-mail: fuhanho@.tw 一般而言，電磁波由電偶極(dipole)激發後， 為能量傳遞方向 ；(b) 電磁波傳遞方向為遵 守左手(left-handed)定則時之示意圖。 輻射出為橫波(transverse wave)性質的電磁場 ，也就 此時以數學上而言 ，電場作用於磁場的外積方向加 是其振幅的振盪方向垂直於傳遞方向 ，直觀上這樣 一負號即為傳遞能量的方向 ，我們可將其視為所謂 的圖像可以簡單地從圖一(a)來表示 ，其中 ，考慮一 的左手(left-handed)定則的情形 ，不過在自然界中 單頻 (monochromatic) 且線性偏振 (linear-polarized) 我們似乎都沒有遇過這樣的情形，而有趣的問題 的電磁波沿一方向傳遞時 ，當電場的向量為某一方 是﹕是不是存在一種物質 ，在電磁場通過時 ，只可 向確定時 ，磁場的振動方向也是被決定的 ，這即是 以將電場或磁場其中一振動方向做 180 度的轉 所謂的右手(right-handed)定則，也就是數學上電 向，而達到這樣現象﹖ 場作用於磁場的外積(cross, E ×H)方向為傳遞能量 的方向。反過來說，當傳遞方向與電場方向決定 基本原理 時，磁場的振動方向如果可成為圖一(b)的情況， 詳細地說 ，電磁波在介質中傳播的行為都是由 E 介電常數(permittivity, ε)與磁導率(permeability, µ) (a) x B E Propagation direction 來 決 定 ， 在 等 向 性 均 勻 介 質 中 ， 可 將 單 色 (monochromatic)波的波向量(wave vector) k 與頻率 z ω的關係(色散關係, dispersion relation)簡化為 y B 2 2 ω 2 (b) x k 2 n ( 1) c E P