Metamateriał: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
int.
nazwisko w transkrypcji
Linia 19:
Choć wartości <math>\epsilon</math> i <math>\mu</math> opisują w pełni optyczne właściwości materiału, w praktyce używa się tylko jednego parametru: [[refrakcja|współczynnika załamania]] <math>N=\pm\sqrt{\varepsilon\mu}</math>. Ponieważ <math>\epsilon</math> i <math>\mu</math> są zwykle dodatnie, przyjmuje się, że <math>N</math> również jest dodatnie.
 
Specjalnie zaprojektowane metamateriały mogą mieć obie wartości <math>\epsilon</math> i <math>\mu</math> ujemne. W takiej sytuacji wartość <math>N</math> uznaje się za ujemną. Rosyjski fizyk [[Wiktor VeselagoWiesiełago]] pokazał, że takie materiały są przejrzyste. Mają one specyficzne własności:
 
* Załamują światło zgodnie z [[prawo Snelliusa|prawem Snelliusa]] (<math> N_1\sin\theta_1=N_2\sin\theta_2</math>) dla negatywnej wartości refrakcji, czyli kąt załamania ma ujemną wartość (patrz diagram).
Linia 29:
== Modele teoretyczne ==
 
Możliwość istnienia materiałów lewoskrętnych przewidział jako pierwszy [[Wiktor VeselagoWiesiełago|VeselagoWiesiełago]] w [[1968]] roku <ref>V.G. Veselago, "The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of ε and μ", Sov. Phys. Uspekhi, 1968, 10(4), 509-514 (doi 10.1070/PU1968v010n04ABEH003699)</ref>. W praktyce udało się je wytworzyć dopiero na przełomie XX i XXI wieku. [[John Pendry]] pokazał metodę uzyskiwania ujemnej przenikalności elektrycznej przez ułożenie przewodów wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali i ujemnej przenikalności magnetycznej przez ułożenie przewodów w otwarte pierścienie (w kształcie litery 'C') prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali. Struktura złożona z okresowo ułożonych przewodów i pierścieni pozwoliła uzyskać ujemny współczynnik załamania dla mikrofal.
 
Działanie tej struktury można opisać przez następującą analogię: zwykłe materiały są zrobione z atomów będących dipolami. Pochłaniając i emitując falę elektromagnetyczną sprawiają, że jej faktyczna prędkość w ośrodku zmienia się o czynnik n (współczynnik załamania). Pierścienie i przewody odgrywają podobną rolę: przewody działają jak [[ferroelektryk|ferroelektryczne]] atomy, pierścienie jak [[cewka|cewki]] a przerwy w pierścieniach jak [[kondensator]]y. Każdy pierścień działa jak [[obwód rezonansowy]], generujący pole magnetyczne prostopadłe do pola magnetycznego fali. Efektem jest ujemna przenikalność magnetyczna i w efekcie ujemny współczynnik załamania.