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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:余亭均
研究生(外文):Tin-ChunYu
論文名稱:負折射率材料的散射探討
論文名稱(外文):Scattering in Metamaterial
指導教授:陳家駒陳家駒引用關係
指導教授(外文):Chia-Chu Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:物理學系碩博士班
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:48
中文關鍵詞:負折射率超常材料散射橫截面
外文關鍵詞:negative refraction indexmetamaterialscattering cross section
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當某種介質的介電常數與磁導係數皆為負值時,在新的定義底下,此介質的折射率也會是負值,稱為「負折射率材料」、「左手系材料」或「新穎材料」。本論文的主要工作在於求出在長波長極限下,平面波打在負折射率球的微分散射橫截面及散射橫截面方程式,並且針對左手系材料與一般材料進行比較。而在最後,我們假設散射材料的介電常數與磁導係數有 的特殊關係,在這樣的情況下我們求得負折射率材料散射橫截面的範圍,並與現有實驗結果做對照。
If a material, whose dielectric constant and magnetic permeability are both negative, its refraction index is also negative under the new definition. It is known as negative index materials (NIMs), Left-handed materials (LHM) or metamaterial. Our main work is finding out the scattering differential cross section and scattering cross section of NIMs sphere scattering by a plane wave, in the long wavelength limit. Then we compare Left-handed with ordinary materials. For the special case where the dielectric constant and magnetic permeability have the relationship of , we analyzed the ranges cross section NIMs, and compare with existing experiment results.
第一章 緒論 1
第二章 一般物質的散射 7
2.1 電偶極矩和磁偶極矩的電磁場 7
2.2 長波長極限下的散射 10
第三章 新穎材料中的折射率 14
3.1 狹義Snell’s law 14
3.2 一般介質的折射現象 17
3.3 磁導係數與介電常數均為負介質的折射現象 25
3.4 狹義Snell’s law 30
第四章 一般材料與負折射率材料的散射 33
4.1 由邊界條件求反射波及透射波的電磁場 33
4.2 各種極限下的散射橫截面 37
4.3 右手系材料與左手系材料散射橫截面的比較 40
第五章 結論 47
參考資料 48

[1]欒丕綱,陳啓昌,光子晶體:從蝴蝶翅膀到奈米光子學,五南,台北市 ,2005
[2] V. G. Veselago, The Electrodynamics of Substances with Simultaneously Negative Vlues of ɛ and μ , SOV PHYS USPEKHI, 10 (4), 509–514. 1968
[3] J. B. Pendry, A. J. Holden, W. J. Stewart and I, Younger, “Extremely Low Frequency Plasmon in Metallic Mesostructures, Phys. Rev. Lett. 76 , No.25,4773,1996

[4] J. B. Pendry, A. J. Holden, D. J. Robbins and W. J. Stewart, “Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena, IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 47, Issu. 11, 99.2075,1999

[5] R. A. Shelby, D. R. Smith,and S. Schultz, “Experimental Verification of a Negative Index of Refraction, Science 6 April 60-61,2001.

[6] Jiangfeng Zhou, Lei Zhang,1Gary Tuttle,1Thomas Koschny and Costas M. Soukoulis, Negative index materials using simple short wire pairs, PHYSICAL REVIEW B 73, 041101(R), 2006

[7] Shuang Zhang, Wenjun Fan, K. J. Malloy and S. R. J. Brueck, Near-infrared double negative metamaterials, Opt Express. June 27;13(13),4930,2005

[8] M. Navarro-Cía1, M. Beruete1, M. Sorolla1and I. Campillo, Negative refraction in a prism made of stackedsubwavelength hole arrays, Opt Express. Jan 21;16(2), 560-6,2008

[9] J. D. Jackson, Classical Electrodynamics 3rd,WILEY, USA, 1998

[10] J. A. Stratton, Electromagnetic Theory, McGraw-Hill,USA,1941

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