Izvestiya of Saratov University.

Physics

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

For citation:

Davidovich M. V. Why the Refractive Index Couldn't Be Negative. Izvestiya of Saratov University. Physics , 2011, vol. 11, iss. 1, pp. 42-47. DOI: 10.18500/1817-3020-2011-11-1-42-47

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Full text:
download
(downloads: 211)
Language: 
Russian
Heading: 
Physics
Article type: 
Article
UDC: 
621.372.8:537.876.46
DOI: 
10.18500/1817-3020-2011-11-1-42-47

Why the Refractive Index Couldn't Be Negative

Autors: 
Davidovich Mikhail Vladimirovich, Saratov State University
Abstract: 

It had been shown that for left-handed metamaterials and generally for negative refraction media the refraction index could not be introduced uniformly and could not be considered as real, especially as negative. This index for above referred media is not expedient.

Key words: 
показатель преломления
индекс рефракции
коэффициент замедления
Метаматериалы
фотонные кристаллы
дисперсия
отрицательная рефракция
левые среды
Reference: 
  1. Веселаго В. Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и µ // УФН. 1967. Т. 92, вып. 3. С. 517–526. 
  2. Левин Л. Современная теория волноводов. М., 1954. 216 с. 
  3. Brown W. F. Dielectrics. Handbuch der Physik XVII. Berlin, 1956. 
  4. Brown W. Artificial dielectrics // Progress in dielectrics. 1960. Vol. 2. P. 195–225. 
  5. Силин Р. А. Необычные законы преломления и отражения. М., 1999. 80 с. 
  6. Силин Р. А., Чепурных И. П. О средах с отрицательной дисперсией  //  Радиотехника  и  электроника.  2001.  Т. 46,  № 10. С. 1212–1217. 
  7. Силин Р. А. Построение законов преломления и отражения с помощью изочастот  // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47, № 2. С. 186–191. 
  8. Силин Р. А. О средах с необычными квазиоптическими свойствами // Исследовано в России. 2002. С. 948−951 [Электрон. журн.]. URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/086.pdf 
  9. Pendry J. B. Negative refraction makes a perfect lens // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85, № 18. P. 3966–3969. 
  10. 't Hooft G. W.  Comment  on «Negative  Refraction  Makes a  Perfect  Lens»  //  Phys.  Rev.  Lett.  2001.  Vol. 87,  № 24.  P. 249701-1. 
  11. Williams J. M. Some problems with negative refraction //  Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 87. P. 249703-1. 
  12. Garcia N., Nieto-Vesperinas M. Left-handed materials do not make a perfect lens // Phys.Rev. Lett. 2002. Vol. 88, № 20. P. 207403-4. 
  13. Garcia N., Nieto-Vesperinas M. Erratum: Left-handed materials do not make a perfect lens // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 90. P. 229903-1. 
  14. Nieto-Vesperinas M., Garcia N. Nieto-Vesperinas and Garcia Reply // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 91. P. 099702-1. 
  15. Митра Р. Критический взгляд на метаматериалы // РЭ. 2007. Т. 52, № 9. С. 1051–1058. 
  16. Valanju P. M., Walser R. M., Valanju A. P. Wave Refraction in Negative-Index Media: Always Positive and Very Inhomogeneous // Phys. Rev. Lett. 2002. Vol. 88. P. 187401-4. 
  17. Шевченко В. В. О сверхфокусировке плоской линзы из отрицательного материала // Журн. радиоэлектроники. 2007. № 6 [Электрон. журн.]. URL: http://jrt.cplire.ru/jre/jun07/5/text.html 
  18. Агранович В. М., Гартштейн Ю. Н. Пространственная дисперсия и отрицательное преломление света // УФН. 2006. Т. 176, № 10. С. 1051–1068. 
  19. Блиох К. Ю., Блиох Ю. П. Что такое левые среды и чем они интересны?  // УФН. 2004. Т. 174. С. 439−447. 
  20. Smith D. R., Padillia W. J., Vier D. C., Nemant-Nasser S. C., Schultz S. A composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84, № 18. P. 4184–4187. 
  21. Агранович В. М., Гинзбург В. Л. Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теории экситонов. М., 1965. 376 с. 
  22. Шевченко В. В. Прямые и обратные волны: три определения, их взаимосвязь и условия применимости // УФН. 2007. Т. 177, № 3. С. 301–306. 
  23. Давидович М. В. О парадоксе Хартмана, туннелировании электромагнитных волн и сверхсветовых скоростях (отклик на статью А. Б. Шварцбурга «Туннелирование электромагнитных волн – парадоксы и перспективы») // УФН. 2009.  Т. 179, № 4. C. 443−446. 
  24. Давидович М. В. О плотности электромагнитной энергии и ее скорости в среде с аномальной положительной дисперсией // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32, вып. 22. С. 53−63. 
  25. Bensoussan A., Lions J. L., Papanicolaou G. C. Homogenization in Deterministic and Stochastic Problems // Stochastic Problems in Dynamics / ed. B. L. Clarkson. L., 1977. P. 106– 115. 
  26. Папаниколау Дж. Электромагнитные задачи для составных материалов в линейных и нелинейных режимах // Нелинейные  электромагнитные  волны.  М.,  1983.  Гл. 9. C. 185–191. 
  27. Санчес-Паленсия Э. Неоднородные среды и теория колебаний. М., 1984. 472 с. 
  28. Бахвалов Н. С., Панасенко Г. П. Осреднение процессов в периодических средах. М., 1984. 372 с. 
  29. El Feddi M., Ren Z., Razek A. Homogenization Technique for Maxwell Equations in Periodic Structures // IEEE Trans. 1997. Vol. Magnet. 33, № 2. P. 1382–1385. 
  30. Smith D. R., Schultz S., Markos P., Soukoulis C. M. Determination  of  permittivity  and  permeability  of  metamaterials from  scattering  data  //  Phys.  Rev.  2002.  Vol.  B  65. P. 1951041−1951045. 
  31. Бардзокас Д. И., Зобнин А. И. Математическое моделирование физических процессов в композиционных материалах периодической структуры. М., 2003. 377 с. 
  32. Silveirinha M. G., Fernandes C. A. Homogenization of Metamaterial Surfaces and Slabs: The Crossed Wire Mesh Canonical  Problem  //  IEEE  Trans.  2005.  Vol. AP-53, № 1. P. 59–69.  
  33. Silveirinha  M. G.,  Fernandes  C. A.  Homogenization  of  3-D-Connected and Nonconnected Wire Metamaterials // IEEE Trans. 2005. Vol. MTT-53, № 4. P. 1418–1430.
  34. Ouchetto O., Zouhdi S., Bossavit A., Griso G., Miara B. Modeling of 3D periodic multiphase composites by homogenization // IEEE Microwave Theory and Techniques. 2006. Vol. MTT-54, № 6. Part 2. P. 2615–2619. 
  35. Симовский К. Р. Об использовании формул Френеля для отражения и прохождения электромагнитных волн вне квазистатического приближения // Радиотехника и электроника. 2007. Т. 52, № 9. С. 1031−1050. 
  36. Виноградов А. П., Дорофеенко А. В., Зухди С. К вопросу об эффективных параметрах метаматериалов // УФН. 2008. Т. 178, № 5. С. 511–518. 
  37. Davidovich M. V., Stephuk J. V. Homogenization of periodic artificial media // Modeling in Applied Electromagnetics and Electronics. Saratov, 2007. Iss. 8. P. 67–75. 
  38. Davidovich M. V., Stephuk J. V. Homogenization of periodic metamaterials // Mathematical Methods in Electromagnetic Theory: Proc. of 12th Intern. Conf. (MMET’2008). Odessa, Ukraine, 2008. P. 527–529. 
  39. Graglia R. D., Uslenghi P. L. E., Zich R. E. // IEEE Trans. 1991. Vol. AP-39, № 1. P. 83–90. 
  40. Давидович М. В. Фотонные кристаллы: функции Грина, интегродифференциальные уравнения, результаты моделирования  //  Изв.  вузов.  Радиофизика.  2006.  Т. 49, № 2. С. 150−163. 
  41. Веселаго В. Г. Электродинамика материалов с отрицательным коэффициентом преломления // УФН. 2003. Т. 173, № 7. С. 790–794. 
  42. Веселаго В. Г. Перенос энергии, импульса и массы при распространении электромагнитной волны в среде с отрицательным преломлением  //  Исследовано в России.  2009.  С. 279−289 [Электрон. журн.] URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2009/028.pdf
  43. Pokrovsky A. L., Efros A. L. Sign of refractive index and group velocity in left-handed media // Solid State Commun. 2002. Vol. 125. P. 283−287. 
  44. Веселаго В. Г. О формулировке принципа Ферма для света, распространяющегося в веществах с отрицательным преломлением // УФН. 2002. Т. 172, № 10. С. 1215–1218. 
  45. Давидович М. В. О законах сохранения энергии и импульса  электромагнитного  поля  в  среде  и  при  дифракции на проводящей пластине  //  УФН.  2010.  Т. 180, № 6. С. 623−638.   
Received: 
25.01.2011
Accepted: 
25.01.2011
Published: 
25.02.2011
  • 1594 reads