無(wú)線電波傳播第五講介電常數(shù)的應(yīng)用介質(zhì)類(lèi)型左手介質(zhì)射線理論(編輯修改稿)
2025-06-15 11:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2）電場(chǎng)與磁場(chǎng)以同樣的相速 v = c / n 傳播，這里 為光速， 稱為介質(zhì)的相折射指數(shù)，其幅度沿傳播方向以同樣的速率 ? = k0 p 衰減； （ 3）在空間上，磁場(chǎng)分量相對(duì)于電場(chǎng)分量出現(xiàn)與介質(zhì)特性有關(guān)的時(shí)間相位移。 令 ?r = 1, 可得到 212)60(112 ?????????????????rrn????212)60(112 ??????????????????rrp????式中括號(hào)內(nèi)的分式等于導(dǎo)電電流密度與位移電流密度之比，即 rrJJ????????? 600?? 此比值的大小直接反映半導(dǎo)電介質(zhì)的特性，其有耗性質(zhì)源于其導(dǎo)電性。 當(dāng)導(dǎo)電電流密度遠(yuǎn)小于位移電流密度，介質(zhì)趨近于理想電介質(zhì)的特性， 折射率 導(dǎo)電電流密度遠(yuǎn)大于位移電流密度時(shí)，介質(zhì)趨近于導(dǎo)體的特性，折射率 rn ????30?nrp ???30???30?p對(duì)于具有同樣電磁特性的介質(zhì)，當(dāng)使用頻率較高時(shí)，介質(zhì)表現(xiàn)為電介質(zhì)的傾向；而當(dāng)使用頻率較低時(shí)，則介質(zhì)傾向于導(dǎo)電體的特性。 左手材料 LeftHanded Metamaterials 補(bǔ)充介紹 左手介質(zhì) 簡(jiǎn)介 左手 材料簡(jiǎn)介 單色平面波在各向同性無(wú)源介質(zhì)中傳播時(shí)滿足麥克斯韋方程 ????????EHkHEk????對(duì)于左手材料，磁導(dǎo)率 和介電常數(shù) 同時(shí)小于 0， E、 H與 K構(gòu)成“ 左手關(guān)系 ”， k與坡映亭矢量 方向相反。由于 k代表相速度的方向，所以，在左手材料中，相速度與能量速度方向相反，導(dǎo)致負(fù)折射率、反切倫柯夫輻射、逆多普勒效應(yīng)等奇異的電磁學(xué)性質(zhì)。 ? ?HES ??左手材料中，電場(chǎng)、磁場(chǎng)、波矢量、能流密度的方向 E H S k 左手材料發(fā)展歷程 ? 1968 年 ， 前蘇聯(lián)科學(xué)家 Veselago VG 發(fā)現(xiàn)介電常數(shù) ε和磁導(dǎo)率 μ都為負(fù)值的物質(zhì)的電磁學(xué)性質(zhì)與常規(guī)材料不同 ， 還指出當(dāng)平面電磁波照射在這樣的媒介時(shí) ， 會(huì)發(fā)生反常的折射現(xiàn)象 ， 不過(guò)其在自然界中并不存在 ， 因此他的研究只是停留在理論上 。 ? 1996年 Pendry 提出了金屬線周期結(jié)構(gòu) ， 這種結(jié)構(gòu)可使介質(zhì)的介電常數(shù)為負(fù) 。 ? 1999 年 ， Pendry 等人又用電介質(zhì)體設(shè)計(jì)了一種具有磁響應(yīng)的周期性結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)磁導(dǎo)率的負(fù)值 ， 進(jìn)而展現(xiàn)了負(fù)折射率材料存在的可能性 。 ? 2021年 ， 美國(guó)加州大學(xué) I t o h 教授和加拿大多倫多大學(xué)Eleftheriades教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組幾乎同時(shí)提出一種基于周期性LC網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)左手材料的新方法 。 ? 2021 年美國(guó) Parazzoli C G 等人及 Houcl 等人同時(shí)分別進(jìn)行了一系列成功的實(shí)驗(yàn)工作 ， 都清晰而顯著地展示出負(fù)折射現(xiàn)象；且在不同入射角下測(cè)量到的負(fù)折射率是一致的 ， 完全符合 Snell 定律 ， 證實(shí)了左手材料的存在 。 左手材料的電磁特性 ?逆 Doppler 效應(yīng) 由波動(dòng)理論可知 ,當(dāng)波源和觀察
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