Пространственная дисперсия и отрицательное преломление света
В.М. Аграновича,
Ю.Н. Гартштейнб аИнститут спектроскопии РАН, ул. Физическая 5, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация бDepartment of Physics, The University of Texas at Dallas, Richardson, Texas, USA
Отрицательное преломление света на границах раздела сред является естественным следствием того,
что групповая скорость волн в одной из сред отрицательна. В обзоре кратко прослеживается история
возникновения такой интерпретации этого явления. Рассматривается несколько физических систем, в
которых нормальные электромагнитные волны (поляритоны) могут иметь отрицательную групповую
скорость, в частности, в области оптических частот. Эти системы исследуются при учете пространственной дисперсии. При таком рассмотрении используется диэлектрический тензор εij(ω, k), который
определяет полный электромагнитный отклик, создаваемый электромагнитной волной с частотой ω и
волновым вектором k. Поляритоны с отрицательной групповой скоростью как в естественных, так и в
искусственных материалах образуются в тех случаях, когда пространственная дисперсия достаточно
сильна. Приводятся соответствующие примеры объемных и поверхностных волн как в гиротропных, так
и в негиротропных средах. Обсуждается также соотношение между упомянутым подходом, использующим обобщенный тензор диэлектрической восприимчивости εij(ω, k), и более известным, но более ограниченным описанием, основанном на использовании диэлектрической проницаемости ε(ω) и магнитной
восприимчивости μ(ω).