Формулы электродинамики для сред с отрицательной диэлектрической проницаемостью

B. A. Belyaev, V. V. Tyurnev

Аннотация


Формулы электродинамики, широко используемые при описании объектов, содержащих диэлектрические среды, дают противоречащие физике результаты в случае, когда диэлектрическая проницаемость среды принимает отрицательное значение. Проблему снимают уточненные формулы, позволяющие рассчитывать электрические потенциалы точечного заряда и точечного дипольного момента, емкость конденсатора, а также плотность энергии электромагнитного поля и добротность материала. Формулы справедливы для любых сред как с положительной, так и с отрицательной действительной частью комплексной диэлектрической проницаемости.


Ключевые слова


отрицательная диэлектрическая проницаемость, квазистатический расчет, потенциал заряда, электрическая емкость, добротность материала

Полный текст:

PDF

Литература


Johnson P. B., Christy R. W. Optical Constants of the Noble Metals. Physical Review B. 1972;6(12):4370–4379.

Hou C., Fan G., Xie X., Zhang X., Sun X., Zhang Y., et al. TiN/Al2O3 binary ceramics for negative permittivity metacomposites at kHz frequencies. Journal of Alloys and Compounds. 2021; 855, part 2. 157499. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157499

Gu H., Guo J., Wei S., Guo Z. Polyaniline nanocomposites with negative permittivity. Journal of Applied Polymer Science. 2013;130:2238– 2244. DOI: 10.1002/app.39420

Babar S., Weaver J. H. Optical constants of Cu, Ag, and Au revisited.

Applied Optics. 2015; 54: 477–481. https://doi.org/10.1364/AO.54.000477

Belyaev B. A., Tyurnev V. V. Resonances of Electromagnetic Oscillations in a Spherical Metal Nanoparticle. Microwave and Optical Technology Letters. 2016;58(8):1883–1886.

Belyaev B. A., Tyurnev V. V. Electrodynamic Calculation of Effective Electromagnetic Parameters of a Dielectric Medium with Metallic Nanoparticles of a Given Size. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2018;127(4):608–619. DOI: 10.1134/S1063776118100114

Belyaev B. A., Leksikov An.A., Tyurnev V. V., Shabanov D. A. Study of a Composite Consisting of Metal Nanoparticles in a Dielectric Matrix and

Multilayer Bandpass Filters Based on It. Doklady Physics. 2021;66(3):59–63. DOI: 10.1134/S1028335821030010

Belyaev B. A., Tyurnev V. V., Shabanov D. A. Radiation of a Material Particle Placed in a Dielectric Medium under the Action of Electromagnetic Field. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2022;135(6):796–799. DOI: 10.1134/S1063776122120020

Landau L. D., Lifshitz E. M. Course of Theoretical Physics. Vol. 8. Electrodynamics of Continuous Media. Moscow: Nauka; 1982. New York: Pergamon; 1984. 460 p.

Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M. The Feynman lectures on physics. Vol. II. New York: Basic Books; 2010. 566 с.

Nunes F. D., Vasconcelos T. C., Bezerra M., Weiner J. J. Electromagnetic energy density in dispersive and dissipative media. Journal of the Optical Society of America B. 2011;28(6):1544–1552. DOI:10.1364/JOSAB.28.001544

Grigor’ev A. D. Elektrodinamika i tekhnika SVCh [Electrodynamics and microwave techniques]. Moscow: Vysshaya shkola; 1990. 335 p. (In Russ.)

Vainshtein L. A. Elektromagnitnye volny [Electromagnetic waves]. Moscow: Radio i svyaz’; 1988. 440 p. (In Russ.)

Kajfes D., Guilon P. Dielectric Resonators. Atlanta: Noble Publishing Corporation; 1998. 571 p.

Semenov N. A. Tekhnicheskaya elektrodinamika [Technical electrodynamics]. Moscow: Svyaz’, 1973. 480 p. (In Russ.)




DOI: https://doi.org/10.15826/urej.2023.7.4.006