雙負(fù)材料半空間中的反向切倫科夫輻射.pdf

1、雙負(fù)材料是指介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的實(shí)部同時(shí)為負(fù)值的人工合成電磁材料。電磁波在這種材料中傳播時(shí)將顯現(xiàn)與普通材料不同的各種逆向或反向效應(yīng)，如負(fù)折射效應(yīng)、逆多普勒效應(yīng)、逆切倫科夫輻射等等。雙負(fù)材料的發(fā)現(xiàn)被雜志《Science》評為是2003年度十大科學(xué)突破之一，是當(dāng)前物理與電磁學(xué)研究領(lǐng)域中的前沿與熱點(diǎn)問題之一。
　　 切倫科夫輻射是當(dāng)一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子的速度超過了周圍介質(zhì)中光的相速時(shí)，帶電粒子輻射出一種特殊的電磁能量的現(xiàn)象。在雙負(fù)材料

2、中的切倫科夫輻射將表現(xiàn)出與普通材料中完全不同的情形，即反向切倫科夫輻射。
　　 本文在已有的切倫科夫輻射研究成果以及經(jīng)典電磁場理論的基礎(chǔ)上，從理論上系統(tǒng)地分析了各向同性和各向異性的雙負(fù)材料中的切倫科夫輻射，并仔細(xì)討論了材料參數(shù)對輻射功率的影響。
　　 本文的主要內(nèi)容組織如下：
　　 (1)在第二章，基于對帶電粒子切倫科夫輻射理論的回顧，文章給出了在無界空間和半空間情形下的切倫科夫輻射表達(dá)式，研究了半空間為雙負(fù)材料

3、時(shí)的輻射功率的解析表達(dá)式(全文的研究也是基于此模型)，驗(yàn)證了波矢量與坡印廷矢量的反向，最后還給出了材料參數(shù)對輻射總功率的影響。
　　 (2)在第三章，文章對色散的各向同性雙負(fù)材料中的切倫科夫輻射做了詳細(xì)的討論，給出輻射頻譜分布與各參數(shù)的關(guān)系式，進(jìn)而研究了在此情形下材料參數(shù)對輻射總功率的影響。
　　 (3)在第四章，文章研究了各向異性雙負(fù)材料中的切倫科夫輻射，給出了在單軸電各向異性和單軸磁各向異性時(shí)的切倫科夫輻射總功率表達(dá)