Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://magn.phys.msu.ru/Rus/5kurs-Radk_metha.doc Дата изменения: Sat May 24 19:36:31 2014 Дата индексирования: Sat Apr 9 23:31:25 2016 Кодировка: koi8-r

Метаматериалы

Лектор:к.ф.-м.н., доцент Радковская Анна Александровна
(кафедра магнетизма физического факультета МГУ)


|Код курса | |Аннотация курса |
|Статус: |Обязательный |Цель курса: Дать представления|
|Аудитория: |специальная |об основных свойствах, |
|Специализация: |Физика |способах получения и возможных|
| |магнитных |практических применениях |
| |явлений, |метаматериалов, искусственно |
| | |созданных сред, чьи свойства |
|Семестр: |10 |зависят не от химического |
|Трудоемкость: |2 з.e. |состава, а от геометрических |
|Лекций: |32 часа |параметров элементов, |
|Семинаров: |нет |составляющих среду. |
|Практ.занятий: |есть, 6 часов |Отличительной особенностью |
|Отчетность: |экзамен |метаматериалов, в частности, |
|Начальные |C-ПК-1, С-ПК-2 |является отрицательное |
|компетенции: | |преломление света. Обсуждаются|
|Приобретенные |C-ПК-3, С-ПК-4 |также возможности управления |
|компетенции: | |дисперсионными свойствами |
| | |метаматериалов с помощью |
| | |изменения параметров среды. |
| | |Курс ориентирован на студентов|
| | |магистров и аспирантов, |
| | |специализирующихся в области |
| | |физики конденсированного |
| | |состояния вещества, физики |
| | |магнитных явлений, инженерной |
| | |физики. |


|Приобретаемые навыки|В результате освоения дисциплины |
|и умения |обучающийся приобретает знания о принципах |
| |взаимодействия ЭМВ с веществами с |
| |отрицательным показателем преломления. |
| | |
| | |
|Обязательные |Курс имеет электронную версию для |
|технологии |презентации. Лекции читаются с |
| |использованием современных мультимедийных |
| |возможностей и проекционного оборудования |
|Логическая и | |
|содержательно-методи|Курс является продолжением базовых курсов |
|ческая взаимосвязь |по электродинамике и физике твердого тела. |
|с другими частями | |
|ООП | |
| | |
|Дисциплины и | |
|практики, для |Научно-исследовательская работа, курсовая |
|которых освоение |работа. |
|данного курса |Специальный физический практикум: «Волны в|
|необходимо как |магнитных метаматериалах с сильным |
|предшествующего |взаимодействием между элементами. |
| |Суперлинза» |
| | |
|Основные учебные | |
|пособия, | |
|обеспечивающие курс |1. L. Solymar and E. Shamonina, Waves in |
| |Metamaterials, Oxford University Press, |
| |2009. |
| |2. O. Sydoruk, A. Radkovskaya, O. |
| |Zhuromskyy, E. Shamonina, L. Solymar: |
| |Magnetoinductive waves I: Theory, Chapter |
| |14 in Theory and Phenomena of Metamaterials|
| |(Handbook of Artificial Materials), F. |
| |Capolino (Ed), (2009) CRC Press |
| |3. O. Sydoruk, A. Radkovskaya, O. |
| |Zhuromskyy, E. Shamonina, L. Solymar: |
| |Magnetoinductive waves II: Applications, |
|Основные |Chapter 36 in Theory and Phenomena of |
|учебно-методические |Metamaterials (Handbook of Artificial |
|работы, |Materials), F. Capolino (Ed), (2009) CRC |
|обеспечивающие курс |Press |
| | |
| | |
| |1. Радковская А.А.. Прудников В.Н., Захаров|
| |Пю.Н., Бабушкин А.К., Королев А.Ф. Сухруков|
| |А.П. Специальный физический практикум: |
|Основные научные |«Волны в магнитных метаматериалах с сильным|
|статьи, |взаимодействием между элементами. |
|обеспечивающие курс |Суперлинза», Москва. МГУ (2010) 43с. |
| | |
| | |
| |1. E. Tatartschuk, A. Radkovskaya, E. |
| |Shamonina, L. Solymar: Generalized |
| |Brillouin diagrams for evanescent waves in |
| |metamaterials with interelement coupling. |
| |Phys. Rev. B 81, (2010) 115110 |
| |2. A. Radkovskaya, E. Tatartschuk, O. |
| |Sydoruk, E. Shamonina, C.J. Stevens, D.J. |
| |Edwards, and L. Solymar: Surface waves at |
| |an interface of two metamaterial structures|
| |with interelement coupling. Phys. Rev. B |
| |82, (2010) 045430 |
| |3. O. Sydoruk, M. Shamonin, A. Radkovskaya,|
| |O. Zhuromskyy, E. Shamonina, R. Trautner, |
| |C.J. Stevens, D.J. Edwards, G. Faulkner, L.|
| |Solymar: A mechanism for subwavelength |
| |imaging with bi-layered magnetic |
| |metamaterials: Theory and experiment, J. |
| |Appl. Phys. 101, 073903 (2007) |
| |4. F. Hesmer, E. Tatartschuk, O. |
| |Zhuromskyy, A. Radkovskaya, M. Shamonin, T.|
| |Hao, C.J. Stevens, D.J. Edwards, G. |
|Программное |Faulkner, and E. Shamonina: Coupling |
|обеспечение и |mechanisms for split ring resonators: |
|ресурсы в интернете |Theory and experiment, Phys. Stat. Sol. (b)|
| |244, 1170-5 (2007) |
|Контроль |5. O. Sydoruk, A. Radkovskaya, O. |
|успеваемости |Zhuromskyy, E. Shamonina, M. Shamonin, C.J.|
| |Stevens, D.J. Edwards, G. Faulkner, L. |
| |Solymar: Tailoring the near-field guiding |
| |properties of magnetic metamaterials with |
| |two resonant elements per unit cell, Phys. |
| |Rev. B. 73, 224406 (2006) |
| | |
| |http://magn.ru |
| | |
|Фонды оценочных | |
|средств | |
| |Промежуточная аттестация проводится на 8 |
| |неделе в форме коллоквиума с оценкой. |
| |Критерий формирования оценки - уровень |
| |знаний пройденной части курса |
| |Текущая аттестация проводится еженедельно. |
| |Критерии формирования оценки - посещаемость|
| |занятий, активность студентов на лекциях, |
| |уровень ответов на вопросы лектора во время|
| |лекции |
| | |
| |Контрольные вопросы для промежуточной и |
| |текущей аттестации, задачи для |
| |промежуточной аттестации, вопросы и задачи |
| |к экзамену, темы докладов и рефератов |



Структура и содержание дисциплины


| |Неделя |
|Раздел | |
|Введение: |1-2 |
|Определение метаматериалов и их отличие от природных | |
|материалов. Диэлектрическая проницаемость различных | |
|сред: диэлектриков, металлов и метаматериалов из | |
|проводящих проводов. Магнитная восприимчивость пара, | |
|диа, и ферромагнетиков; магнитная восприимчивость | |
|магнитного метаматериала из расщепленных колец. | |
|Резонансные элементы для метаматериалов. | |
|Отрицательное преломление и суперлинза. |3 |
|Основные положения и принципы:Уравнения Максвелла и |4 |
|граничные условия в случае преломления и отражения, | |
|когда одна из сред имеет отрицательный показатель | |
|преломления. | |
|Взаимодействие плоской ЭМ волны и тонкой металлической| |
|пластины. | |
|Поверхностные волны. Усиление затухающих |5 |
|(эванесцентных) волн. Ближнеполевой предел. | |
|Дисперсия в случае прямых и обратных волн. |6 |
|Обратные волны и отрицательная рефракция. | |
|Левосторонние среды. | |
|Идеальная линза: |7 |
|Ближнее и дальнее поле: линза Веселаго и линза Пендри. | |
| | |
|Плазмоны-поляритоны. Объемные плазмоны. Модель Друде. | |
|Поверхностные плазмоны-поляритоны: двумерный случай, |8 |
|ТМ-поляризация. | |
|Поверхностные плазмоны-поляритоны в тонкой | |
|металлической пластине: ТМ-поляризация. | |
|Периодическая структура металл-диэлектрик-металл. |9 |
|Поверхностные плазмоны-поляритоны в тонкой пластине | |
|метаматериала. | |
|Субволновое изображение: |10 |
|Существование идеальной линзы. Почти идеальная линза. | |
|Линза с отрицательной диэлектрической проницаемостью ?.| |
| | |
|Многослойная плоская суперлинза. Увеличивающие | |
|многослойные суперлинзы. | |
|Магнитные метаматериалы |11 |
|Микрорезонаторы для создания магнитных метаматериалов. | |
|Эффективная восприимчивость среды из расщепленных | |
|колец. | |
|Взаимный импеданс элементов. | |
|Магнитоиндуктивные волны в одномерной цепочке | |
|элементов. | |
|Коэффициенты магнитного и электрического взаимодействия|12 |
|резонаторов: природа, анизотропия, зависимость от | |
|расстояния. | |
|Медленные волны взаимодействия: эффект анизотропии. | |
|Дисперсия магнитоиндуктивных волн в биатомных |13 |
|метаматериалах: «оптическая» и «акустическая» ветви. | |
|Принцип создания суперлинзы для субволнового |14 |
|изображения на базе магнитных метематериалов. | |
|Управление дисперсионными характеристиками | |
|метаматериалов. | |
|Особенности взаимодействия элементов при переходе к |15 |
|наноразмерам. Возможности создания метаматериалов для | |
|оптических частот. | |
|Обзор дальнейших направлений |16 |
|Принципы создания маскировки и невидимости при помощи | |
|метаматериалов. | |
|Нанорезонаторы и волноводы. | |
|Нанофотоника. | |
|Акустические метаматериалы. | |