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左手材料
left-handed materials,lhm
“ 左手材料 ” 是指一种介电常数和磁导率同时为负值的材料。电磁波在其传播时,波矢 k、电场 e 和磁场 h 之间的关系符合左手定律,因此称之为 ” 左手材料 ”。它具有负相速度、负折射率、理想成像、逆 doppler 频移、反常 cerenkov 辐射等奇异的物理性质。” 左手材料 ” 颠倒了物理学的 ” 右手规律 ”,而后者描述的是电场与磁场之间的关系及其波动的方向。
物理学中,介电常数 ε 和磁导率 μ 是描述均匀媒质中电磁场性质的最基本的两个物理量。在已知的物质世界中,对于电介质而言,介电常数 ε 和磁导率 μ 都为正值,电场、磁场和波矢三者构成右手关系, 这样的物质被称为右手材料 (right-handed materials,rhm)。这种右手规则一直以来被认为是物质世界的常规,但这一常规却在上世纪 60 年代开始遭遇颠覆性的挑战。1967 年,前苏联物理学家 veselago 在前苏联一个学术刊物上发表了一篇论文,首次报道了他在理论研究中对物质电磁学性质的新发现,即: 当 ε 和 μ 都为负值时,电场、磁场和波矢之间构成左手关系。他称这种假想的物质为左手材料 (left-handed materials,lhm),同时指出,电磁波在左手材料中的行为与在右手材料中相反,比如光的负折射、负的切连科夫效应、反多普勒效应等等。这篇论文引起了一位英国人的关注,1968 年被译成英文重新发表在另一个前苏联物理类学术刊物上。但几乎无人意识到,材料世界从此翻开新的一页。
由于左手材料的显著特点是它的介电常数和磁导率都是负数,所以有人也称之为 ” 双负介质 (材料)”,通常也被称为 ” 负折射系数材料 ”,或简称 ” 负材料 ”。