Microsoft Word doc



Download 29,1 Mb.
Pdf ko'rish
bet39/67
Sana26.02.2022
Hajmi29,1 Mb.
#470153
1   ...   35   36   37   38   39   40   41   42   ...   67
Bog'liq
tsaplin fotonika i optoinformatika vvedenie v specialnost


часть
капли

а
равномерно
распределяются
по
ее
поверхности

Замечено

что
гидрофобная
субстанция
уда
-
ляется
каплей
воды
с
гидрофобной
поверхности

При
рассмотре
-
нии
условий
протекания
«
эффекта
лотоса
» 
на
наноскопическом
уровне
механизм
этого
явления
становится
более
понятным

Рис
. 9.13. 
Поверхность
листа
лотоса
под
электронным
микроскопом
Можно
представить
себе
массажную
щетку

на
зубьях
ко
-
торой
лежит
клочок
бумаги

изображающий
частицу
загрязне
-
ний

Пятно
«
грязи
» 
расположено
только
на
самых
вершинах
зубьев

не
соприкасаясь
с
поверхностью
щетки
(
рис
. 9.14, 
спра
-
ва
). 
Сила
прилипания
грязи
обусловлена
площадью
поверхности
взаимного
контакта

Если
бы
поверхность
была
гладкой
или
имела
макрорельеф

как
на
рис
. 9.14 
слева

то
площадь
контакта
оказалась
бы
значительной
и
грязь
удерживалась
бы
достаточно
прочно

Однако
из
-
за
острых
концов
зубьев
площадь
контакта
минимальна

и
грязь
как
бы
«
висит
на
ножке
». 
То
же
происхо
-
дит
и
с
каплей
воды

Она
не
может
«
растечься
» 
по
остриям

и
поэтому
стремится
свернуться
в
шарик

Аналогичное
явление
происходит
и
с
грязью
на
восковых
кристалликах

покрывающих
листья
лотоса

Поверхность
со
-
прикосновения
загрязнений
с
поверхностью
листа
также
крайне


212 
Рис
. 9.14. 
Положение
капли
воды
на
макро
(
слева
)
и
наноповерхности
(
справа

незначительна

При
этом
силы
сцепления
между
каплей
воды
и
частицей
загрязнения
оказываются
значительно
более
высо
-
кими

чем
между
этой
же
частицей
и
восковым
слоем
листа

9.3. 
Оптические
 
метаматериалы
 
Метаматериалы
(
от
греч
. meta – 
над
, 
после
) – 
это
 
искус
-
ственные
 
композитные
 
среды

электрический
 
и
 
магнитный
 
от
-
клики
 
которых
 
существенно
 
отличаются
 
от
 
соответствующих
 
откликов
 
в
 
составляющих
 
средах

благодаря
 
чему
 
возникают
 
свойства

недостижимые
 
в
 
природных
 
материалах

Одним
из
наиболее
ярких
примеров
таких
материалов
яв
-
ляются
так
называемые
левые
среды

в
которых
реализуется
от
-
рицательная
рефракция
(
изменение
преломления
лучей
при
изме
-
нении
показателя
преломления
среды

электромагнитных
волн

Интерес
к
отрицательной
рефракции
электромагнитных
волн

при
которой
преломленный
луч
отклоняется
по
другую
строну
от
нормали
к
границе
раздела
сред

возник
в
начале
XXI 
века
после
появления
публикации
группы
ученых
из
универ
-
ситета
Сан
-
Диего
(
США
), 
возглавляемой
Д
.
Р

Смитом

Они
со
-
общили
о
создании
композитных
материалов

обладающих
отри
-
цательным
 
показателем
 
преломления

при
этом
они
сослались
на
работы
советского
физика
В

Веселаго
1967 
года



213 
Веселаго
показал

что
в
средах
с
одновременно
отрицатель
-
ными
значениями
диэлектрической
и
магнитной
проницаемо
-
стей
показатель
преломления
изменяет
знак

Следствием
этого
является
изменение
на
противоположное
направления
излуче
-
ния

которое
образует
с
векторами
напряженностей
электриче
-
ского
и
магнитного
полей
левовинтовую
тройку

Такие
среды
он
назвал
«
левыми
». 
Веселаго
показал
также

что
в
левых
средах
должны
наблюдаться
и
другие
аномальные
явления

изменение
знака
групповой
скорости

рассеяние
света
выпуклой
линзой
и

наоборот

его
фокусировка
вогнутой
линзой

Веселаго
в
действительности
не
был
первым

кто
теорети
-
чески
исследовал
преломление
света
в
среде
с
отрицательной
групповой
скоростью

Детальный
анализ
отрицательной
реф
-
ракции
был
дан
еще
в
1944 
году
Л
.
И

Мандельштамом

Кроме
того

сам
факт
существования
структур

в
которых
волна
имеет
отрицательную
групповую
скорость

также
не
являлся
секретом

Механические
модели
одномерных
сред
подобного
типа
были
исследованы
еще
в
1904 
году
Лэмбом

показавшим

что
в
так
называемых
обратных
волнах
фазовая
скорость
противоположна
по
направлению
групповой
скорости
и
потоку
энергии

Тем
не
менее
именно
статья
Веселаго
благодаря
простоте
своего
изложения
и
широкой
известности
журнала

в
котором
она
была
опубликована

приобрела
характер
основополагающей
работы
в
теории
отрицательно
преломляющих
сред

называемых
также
левыми
средами
и
средами
Веселаго

В
англоязычной
ли
-
тературе
такие
среды
называют
NIM (negative index materials
или
LHM (left-handed materials). 
В
последнее
время
все
большее
распространение
получает
термин
«
метаматериалы
», 
указы
-
вающий
на
то

что
свойства
этих
материалов
зависят
не
от
их
химического
состава

а
от
особенностей
искусственно
созданной
конструкции
из
наноразмерных
емкостных
и
индуктивных
эле
-
ментов

Резонансные
свойства
этих
материалов
таковы

что
при
-
водят
к
отрицательным
значениям
диэлектрической
и
магнит
-
ной
проницаемостей
в
определенном
диапазоне
частот



214 
В
2000 
году
идею
Веселаго
о
фокусирующих
свойствах
плоскопараллельной
пластинки
из
материала
с
отрицательным
по
-
казателем
преломления
подхватил
английский
физик
Дж

Пендри

показавший

что
в
этом
случае
отсутствует
дифракционный
пре
-
дел
на
размер
фокального
пятна

присущий
обычным
линзам

Подобное
фокусирующее
устройство
Пендри
назвал
совер
-
шенной
линзой
(perfect lens). 
Это
означает

что
можно
создавать
оптические
микроскопы
с
недоступным
ранее
разрешением

В
2006 
году
Дж

Пендри
выступил
с
новой
идеей

если
ок
-
ружить
объект
материалом

показатель
преломления
которого
плавно
изменяется
от

на
внутренней
поверхности
до

на
внеш
-
ней
границе

то
свет
будет
огибать
объект

который
становится
невидимым
для
наблюдателя

Идея
была
успешно
реализована
в
микроволновом
диапазоне

Возможность
создания
такого
«
пла
-
ща
-
невидимки
», 
способного
сделать
объект
невидимым

вызвала
чрезвычайный
интерес
у
военных

Природа
 
отрицательной
 
рефракции
 
На
рис
. 9.15 
показана
схема
хода
лучей
плоской
волны
под
углом
падения
i 
к
границе
раздела
двух
сред

Фазовая
скорость
волны
в
верхней
среде
равна
υ
1
, a 
в
нижней
среде
– 
υ
2

Из
построения
следует
закон
преломления

1
2
sin
sin
n
i
n
r

= ⋅
;
2
1
1
2
υ
sin
sin
υ
n
i
n
r
n
=
= =
.
(9.1) 
Однако
наряду
с
выражением
(9.1) 
справедливо
выражение
(
)
sin
.
sin
π
i
n
r
=

(9.2) 
Ему
соответствует
преломленная
волна

в
которой
фазовая
скорость
и
волновой
вектор
направлены
не
от
границы

а
к
гра
-
нице
раздела
(
рис
. 9.15, 
б
). 


215 
Рис
. 9.15. 
Схема
хода
лучей
при
отражении
и
преломлении
плоской
волны
в
изотропной
недиссипативной
среде
в
случае
положительной
(
а

и
отрицательной
(
б

рефракции
С
формальной
математической
точки
зрения
эта
ситуа
-
ция
соответствует
отрицательной
фазовой
скорости
прелом
-
ленной
волны
(
υ

υ
2
< 0), 
отрицательному
показателю
преломле
-
ния
(n < 0) 
в
(9.1) 
и
отрицательному
углу
преломления
(r < 0). 
Таким
образом

термин
«
отрицательная
рефракция
» 
обо
-
значает
ситуацию

когда
в
преломленной
волне
волновой
вектор

направление
которого
совпадает
с
направлением
фазовой
скоро
-
сти

имеет
отрицательную
проекцию
на
направление
волнового
вектора
падающей
волны

Термин
«
отрицательная
фазовая
ско
-
рость
» 
является
относительным

υ
 < 
лишь
тогда

когда
направ
-
ление
волнового
вектора
падающей
волны
определено
как
поло
-
жительное

По
этой
причине
термин
«
отрицательный
показатель
преломления
» 
следует
понимать
в
том
смысле

что
эффективный
показатель
преломления
среды
является
отрицательным

Мандельштам
объяснил
обсуждаемый
эффект
тем

что
в
данном
случае
преломленная
волна
является
обратной
 
волной
, 
в
которой
фазовая
и
групповая
скорости
имеют
противополож
-


216 
ные
знаки
(
см

рис
. 9.15, 
б
). 
Групповая
скорость
υ
г
и
поток
энер
-
гии
по
-
прежнему
направлены
от
границы
Download 29,1 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   35   36   37   38   39   40   41   42   ...   67




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish