電磁超介質(zhì)及其應(yīng)用

內(nèi)容概要

電磁超介質(zhì)（Metamaterials）是一種具有天然媒質(zhì)所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合媒質(zhì)，其研究?jī)?nèi)容主要包括左手材料、復(fù)合左/右手傳輸線和光子晶體等。電磁超介質(zhì)的提出和人工實(shí)現(xiàn)改變了人們對(duì)兩個(gè)物理量即介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，突破了傳統(tǒng)電磁場(chǎng)理論的一些重要概念，堪稱麥克斯韋電磁理論建立以來(lái)的又一個(gè)里程碑式的重大發(fā)現(xiàn)，并且有很多極具利用價(jià)值的奇異特性，必將在天線、微波/毫米波電路器件、武器裝備、軍事隱身等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。光子晶體被美國(guó)Science雜志評(píng)為1999年度九大科學(xué)成果之一，左手材料的發(fā)現(xiàn)被美國(guó)Science雜志評(píng)為2003年度十大科學(xué)突破之一，基于左手材料思想設(shè)計(jì)的梯度超介質(zhì)實(shí)現(xiàn)電磁波隱形被美國(guó)Science雜志評(píng)為2006年度十大科學(xué)突破之一，電磁超介質(zhì)是當(dāng)前電磁學(xué)和物理研究領(lǐng)域中的前沿與熱點(diǎn)問(wèn)題。目前國(guó)際上電磁超介質(zhì)在理論研究和應(yīng)用研究都處于飛速發(fā)展階段，希望本書的出版能促進(jìn)它在我國(guó)的普及與提高?！　”緯m合高等院校高年級(jí)學(xué)生、研究生、教師及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員閱讀。

書籍目錄

第一章　緒論　　1.1　引言　　1.2　電磁超介質(zhì)的研究進(jìn)展　　1.3  電磁超介質(zhì)的發(fā)展展望　　1.4　本書的組織第一部分　左手材料　第二章　左手材料基本理論　　2.1　引言　　2.2　左手材料不違反麥克斯韋理論　　2.3　邊界條件　　2.4　色散介質(zhì)的熵　　2.5　逆斯涅爾定律：負(fù)折射現(xiàn)象　　　2.5.1　折射率為何為負(fù)　　　2.5.2　逆斯涅爾定律　　　2.5.3　Fresnel系數(shù)　　2.6　完美透鏡　　2.7  凸透鏡的逆聚焦和凹透鏡的逆發(fā)散現(xiàn)象　　2.8　亞波長(zhǎng)衍射　　2.9　逆Cerenkov輻射效應(yīng)　　2.10　逆多普勒效應(yīng)　　2.11　逆Goos-Hanchen位移效應(yīng)　　2.12　零折射率左手材料的特性第三章　左手材料的構(gòu)造 　 3.1　左手材料構(gòu)造基礎(chǔ)　　　3.1.1  等效負(fù)介電常數(shù)的產(chǎn)生方法　　　3.1.2　等效負(fù)磁導(dǎo)率的產(chǎn)生方法　　　3.1.3　Smith結(jié)構(gòu)左手材料　  3.2　對(duì)稱環(huán)結(jié)構(gòu)左手材料　　　3.2.1  對(duì)稱環(huán)結(jié)構(gòu)左手材料的分析　　　3.2.2　對(duì)稱環(huán)結(jié)構(gòu)左手材料的構(gòu)造　  3.3　Ω結(jié)構(gòu)左手材料　　　3.3.1　Ω 結(jié)構(gòu)左手材料的構(gòu)造　　　3.3.2 結(jié)構(gòu)左手材料的模型分析　　　3.3.3  Ω全固態(tài)Q結(jié)構(gòu)左手材料　  3.4　S結(jié)構(gòu)左手材料　　　3.4.1  S結(jié)構(gòu)左手材料的實(shí)驗(yàn)分析　　　3.4.2　s結(jié)構(gòu)左手材料的理論分析　　　3.4.3  多通帶左手材料　　　3.4.4　超寬帶左手材料　  3.5　隨機(jī)結(jié)構(gòu)左手材料　　　3.5.1  “古羅馬石雕”隨機(jī)結(jié)構(gòu)左手材料　　　3.5.2  “北美地圖”隨機(jī)結(jié)構(gòu)左手材料　　　3.5.3　隨機(jī)雙S結(jié)構(gòu)左手材料　  3.6　有源左手材料　第四章　左手材料的實(shí)驗(yàn)　  4.1　棱鏡折射實(shí)驗(yàn)　　　4.1.1　棱鏡折射實(shí)驗(yàn)原理　　　4.1.2　棱鏡折射實(shí)驗(yàn)裝置　　　4.1.3　棱鏡折射實(shí)驗(yàn)結(jié)果　　　4.1.4　棱鏡折射實(shí)驗(yàn)的局限性　　　……　第五章　左手材料的應(yīng)用第二部分　復(fù)合左/右手傳輸線　第六章　復(fù)合左/右手傳輸線理論　第七章　二維復(fù)合左/右手傳輸線　第八章　復(fù)合左/右手傳輸線的應(yīng)用第三部分　光子晶體　第九章　光子晶體簡(jiǎn)介第四部分　電磁超介質(zhì)的仿真和設(shè)計(jì)　第十章　電磁超介質(zhì)的仿真和設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一部分　左手材料　　第二章　左手材料基本理論　　2.1　引言　　介電常數(shù)和磁導(dǎo)率是描述物質(zhì)基本電磁性質(zhì)的物理量，在人們以往認(rèn)識(shí)的自然界所存在的媒質(zhì)中，它們大都是大于零的。但理論上，在某種情況下也存在介電常數(shù)和磁導(dǎo)率小于零的媒質(zhì)（如等離子體）。前蘇聯(lián)物理學(xué)家V.G.Veselago詳細(xì)研究了電磁波在介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)值的假想媒質(zhì)的傳播特性，并根據(jù)麥克斯韋方程發(fā)現(xiàn)電磁波相位傳播方向與能量的傳播方向相反。在常規(guī)（Right—Handed，RH）介質(zhì)中電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁場(chǎng)強(qiáng)度H、波矢量K服從右手規(guī)則；而當(dāng)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)值時(shí)，波矢量方向與能量方向相反，在這種情況下，電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁場(chǎng)強(qiáng)度日、波矢量K形成左手（Left—Handed，LH）規(guī)則，因而將其稱為“左手材料”?！　∽笫植牧系奶岢龊腿斯?shí)現(xiàn)改變了人們對(duì)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率兩個(gè)物理量的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

編輯推薦

　　《電磁超介質(zhì)及其應(yīng)用》是關(guān)于研究“電磁超介質(zhì)及其應(yīng)用”的教學(xué)用書，書中具體包括了：左手材料基本理論、左手材料的實(shí)驗(yàn)、左手材料的應(yīng)用、復(fù)合左／右手傳輸線、復(fù)合左／右手傳輸線的應(yīng)用、電磁超介質(zhì)的仿真和設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

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