Ausbreitung von EM-Wellen in einem Medium, in dem die Permittivität oder Permeabilität negativ ist

Es gibt Materialien mit negativer effektiver Permittivität und Permeabilität. Es kann jedoch Materialien geben, bei denen nur eines negativ ist. Das Lösen der Wellengleichung ergibt eine rein imaginäre Wellenzahl. Bedeutet dies, dass dies zu einer vollständigen Dämpfung der Welle führt?

Antworten (1)

Nichtmagnetische Materialien haben eine relative Permeabilität μ R nahe oder gleich 1. Relative Dielektrizitätskonstante ε R wird in jedem Fall normalerweise als komplexe Größe angesehen.

Silber ist ein Beispiel für ein Material, bei dem eines negativ und das andere positiv ist; laut Refractiveindex.info (entnommen von Johnson & Christy, 1972), ε R = 18.295 + 0,48085 ich bei 633 nm, und ich nehme an μ R 1 da Silber nicht magnetisch ist.

Wenn Sie eine rein imaginäre Wellenzahl haben, wird dies als evaneszente Welle bezeichnet , und ihre Amplitude fällt exponentiell über eine Entfernung ab, die im Zusammenhang mit einem Leiter oft als Skin-Tiefe bezeichnet wird.

In der Praxis jedoch, z. B. wenn eine Lichtwelle von einer Silberoberfläche reflektiert wird, wird eine kleine Menge in das Silber eindringen, da die Wellenzahl nicht rein imaginär ist, weil ε R ist nicht rein real.