演示文稿负折射率材料的特点及其应用.pptVIP

（优选）负折射率材料的特点及其应用 第一页，共十九页。 负折射率介质简介 理论分析 负折射率材料的反常规现象 应用前景及可能性 第二页，共十九页。 1968年 1996年 2000年 英国的Pendry从理论上证明了负折射率材料的可存在性 美国的Smith等制作了世界上第一块负折射率材料 苏联物理学家 Victor Veselago首次提出负折射率的概念 负折射率介质简介 第三页，共十九页。 负折射率定义 负折射率材料也称为左手材料（left handed medium），简写为LHM。指的是介电常数ε、磁导率μ、折射率n同时为负的介质。介质中电场、磁场和波矢三者构成左手关系，波的折射不遵循斯涅尔（Snell）定律。 第四页，共十九页。 第五页，共十九页。 理论分析 AC、BE为波前， 有 此式被称为Snell定律。 第六页，共十九页。 理论分析 在Snell定律中，定义 但是在一般条件下，有 这个负号不能随意去掉，也就是说负折射率不违背理论 第七页，共十九页。 理论分析 从麦克斯韦方程组的旋度公式来看， 当μ0时，矢量ê，磁感应强度 和波矢 遵循右手规则； 然而当μ0时，波传播方向发生反转，与能流方向 相反，此时的 遵循左手规则。 第八页，共十九页。 理论分析 常规材料射入到负折射率材料的光线情况 第九页，共十九页。 负折射介质（NIM）制作的透镜与常规介质（PIM）透镜 有完全相反的效果，这是由它本身的性质决定的 反常成像现象 负折射率材料的反常规现象 第十页，共十九页。 负折射率材料的反常规现象 在NIM材料中，光源远离我们时光的波长变短，发生蓝 移；而靠近我们时光的波长会增加，发生红移。这是因为 在NIM中能量的传播方向和波矢方向正好相反。 反常多普勒频移 第十一页，共十九页。 负折射率材料的反常规现象 Goss-Hanchen位移就是在两种介质的分界面上，若入射光 束被界面全反射，反射光束在界面上相对于几何光学预言 的位置有一个很小的横向位移，且位移沿光的传播方向。 负Goss-Hanchen位移 Goss-Hanchen位移是由于在低折射率区的倏逝波把入射光束能量沿着反射界面传输引起的。位移的大小仅仅与两种介质的相对折射率以及入射光束的方向有关。在两种PIM介质的分界面上，能量将向右传输，横向位移向右；但是，当光束由PIM入射到NIM中，且发生全反射，在NIM中，能流方向与波矢方向相反，导致横向位移会向左。 第十二页，共十九页。 负折射率材料的反常规现象 第十三页，共十九页。 负折射率材料的反常规现象 高速带电粒子在非真空的透明介质中穿行，当粒子速度大 于光在这种介质中的相速度时，就会激发电磁波。这种 现象就叫做Cerenkov辐射。 逆Cerenkov辐射 第十四页，共十九页。