什么是负折射率?何为负折射率?

2014-07-09 admin1 103

  如果有一个人说,太阳光越是照射我们,我们就会越冷。你肯定认为这个人是个疯子。这怎么可能呢?太阳光是电磁波,是能量,它传播到哪里,能量就流动到哪里,所到之处的能量密度(单位面积的能量)肯定会增加。处在阳光中的我们当然会越来越热了。

  可是我们若走进某种材料里,就会出现一系列的怪现象。

  我们都知道多普勒效应:光源远离我们时,我们看到的光的波长会增长,频率会变短,产生红移现象;光源靠近我们,则波长变短,产生蓝移。可是在某种材料中,光源靠近我们却会产生红移,远离我们却是蓝移。

  见过无限薄的凸透镜吗?现实中的凸透镜不论是老花镜还是隐形镜片,都是有厚度的,有前后两个界面,无限薄的凸透镜在现实中存在吗?存在!这种不寻常的透镜是2001年英国科学家提出的一种完美透镜。利用特殊的材料,完美透镜是可以制作出来的。

  光线在一般的透明界面上既会折射也会反射,或者只是反射(全反射)。例如,我们站在河岸上,既会看到水中的鱼也会看到自己的倒影。如果某一天,“水面”一马平川,没有任何倒影,你会不会觉得恐怖?某种材料会产生这样的景象。

  光速是不可超越的,可是在某种特殊材料中,却可以观察到超光速现象。

  又是“某种材料”,这神秘的特殊材料到底是什么呢?

  奇妙的负折射率

  它就是现在科学家研究火热的具有负折射率的材料!

  那么,什么是负折射率呢?

  且看一般介质的折射情况:光穿过不同介质的界面时,光的传播路线会改变,不再是直线传播。一根筷子插到水中,筷子好像在水面处被折断了,水中的部分看起来向上弯折了。每个人都很熟悉这个现象,这是由于光从空气进入水中时,发生了折射, 光线向下偏折了造成的。折射现象会发生,是因为光在不同介质中的传播速度不同造成的,介质中的光速越小,介质的折射率就越大,偏折就越厉害。水和空气就是不同的介质。

  我们一般把真空的折射率定为1,光在真空中的传播速度与在某种介质中的传播速度的比值,就是这种介质折射率的数值。既然光在真空中的传播速度最大,那么任何其他介质的折射率应该都不会小于1,即自然界中介质的折射率应该都是大于1的正值。所以,光线若是从真空斜射入其他介质中,从旁边看,光线都应该是向下偏折的。

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