Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2023, выпуск 9 » Статья стр. 1224
<<<>>>
Об отрицательном давлении света в диспергирующей среде
DOI: 10.61011/OS.2023.09.56609.3990-23
Министерство образования и науки РФ , Государственное задание , FSRR-2023-0008
Давидович М.В.1
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
Email: davidovichmv@info.sgu.ru
Поступила в редакцию: 2 августа 2022 г.
В окончательной редакции: 10 августа 2023 г.
Принята к печати: 17 августа 2023 г.
Выставление онлайн: 13 ноября 2023 г.
PDF версия
Pассмотрены диспергирующие диссипативные однородные изотропные локальные (без пространственной дисперсии) магнитодиэлектрические среды, для которых с использованием уравнений Максвелла получены балансные соотношения для импульса системы поле-вещество, определены потоки импульса, определены давление плоской монохроматической волны на слой среды и силы, действующие на малые тела в такой среде. Показана возможность отрицательного давления на слой в безграничной левой среде, а также и на слой в безграничной правой среде с малыми потерями в случае, когда электрические потери превышают магнитные. Давление на полуплоскость или пластину с любым типом дисперсии при падении на них плоской монохроматической волны из вакуума всегда положительное. Прозрачные среды и структуры с равными проницаемостями давления не испытывают. Рассмотрена модель гипотетической среды Веселаго в виде разреженной плазмы электрических и магнитных зарядов, найдены скорость переноса энергии и импульса в ней. Ключевые слова: давление света, импульс фотона, дисперсия, контроверсия Абрагама-Минковского, метаматериал. DOI: 10.61011/OS.2023.09.56609.3990-23
  1. М.В. Давидович. УФН, 180 (6), 623-638 (2010) [M.V. Davidovich. Phys. Usp., 53, 595-609 (2010). DOI: 10.3367/UFNe.0180.201006e.0623]
  2. R.N.C. Pfeifer, T.A. Nieminen, N.R. Heckenberg, H. Rubinsztein-Dunlop. Phys. Rev. A, 79 (2), 023813 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevA.79.023813
  3. H. Rubinsztein-Dunlop, T.A. Nieminen, M.E.J. Friese, N.R. Heckenberg. Advances in Quantum Chemistry, 30, 469-492 (1998). DOI: 10.1016/S0065-3276(08)60523-7
  4. H.H. Brito. AIP Conference Proceedings, 458, 994-1004 (1999). DOI: 10.1063/1.57710
  5. N.R. Heckenberg, M.E.J. Friese, T.A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop. In: Optical Vortices (Horizons in World Physics 228), ed. by M. Vasnetsov and K. Staliunas (Nova Science Publishers, Commack, New York, 1999) pp. 75-105. DOI: 10.48550/arXiv.physics/0312007
  6. S. Antoci, L. Mihich. Nuovo Cim., B 115, 77-88 (2000). DOI: 10.48550/arXiv.physics/9912010
  7. Y.N. Obukhov, F.W. Hehl. Phys. Rev., A, 311, 277-284 (2003). DOI: 10.1016/S0375-9601(03)00503-6
  8. В.П. Макаров, А.А. Рухадзе. УФН, 179 (9), 995 (2009) [V.P. Makarov, A.A. Rukhadze. Phys. Usp., 52, 937-943 (2009). DOI: 10.3367/UFNe.0179.200909e.0995]
  9. В.Г. Веселаго. УФН, 92 (3), 517 (1967). [V.G. Veselago. Sov. Phys. Usp., 10, 509-514 (1968). DOI: 10.1070/PU1968v010n04ABEH003699]
  10. Р.А. Силин. Периодические волноводы (Фазис, М., 2002)
  11. М.В. Давидович. ЖЭТФ, 159 (2), 195-215 (2021) [M.V. Davidovich. JETP, 132 (2), 159-176 (2021). DOI: 10.1134/S1063776121020102]
  12. П.А. Белов, В.Н. Васильев, К.Р. Симовский. Научно-технический вестник ИТМО, 4 (16) 141-145 (2004)
  13. П.А. Белов, В.Н. Васильев, К.Р. Симовский, С.А. Третьяков. Радиотехника и электроника, 49 (11), 1285-1294 (2004). [P.A. Belov. K. Simovski, S.A. Tretyakov. J. Communications Technology and Electronics, 49 (11), 1199-1207 (2004)]
  14. А.И. Ахиезер, И.А. Ахиезер. Электромагнетизм и электромагнитные волны (Высшая школа, М., 1985)
  15. P.N. Prasad. Nanophotonics (John Wiley and Sons, Hoboken, New Jersey, 2004)
  16. P.W. Milonni. Fast light, slow light and left-handed light (CRC Press, Boca Raton, 2004)
  17. G.V. Eleftheriades, K.G. Balmain (Ed.). Negative-refraction metamaterials: Fundamental Principles and Applications (IEEE Press, John Wiley \& Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2005)
  18. C. Wenshan, V. Shalaev. Optical Metamaterials: Fundamentals and Applications (Springer, Dordrecht, Heidelberg, London, New York, 2009)
  19. Y. Hao. FDTD Modeling of Metamaterials: Theory and Applications (Artech, 2008)
  20. J.-M. Lourtioz, H. Benistry, V. Berger, J.-M. Gerard, D. Maystre, A. Tchelnokov. Photonic Crystals. Towards Nanoscale Photonic Devices (Springer, 2005)
  21. N. Engheta, R.W. Ziolkowski (Ed.). Metamaterials: Physics and Engineering Explorations (IEEE Press, A John Wiley \& Sons, Inc., 2006)
  22. Z. Jaksic, N. Dalarsson, M. Maksimovic. Microwave Review, 6, 36-49 (2006)
  23. C. Caloz, T. Itoh. Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications (John Wiley \& Sons, Inc., N.Y., 2006)
  24. C. Caloz. In: Microstrip and Printed Antennas: New Trends, Techniques and Applications, ed. by D. Guha, Y.M.M. Antar (John Wiley \& Sons, 2011), pp. 345-386
  25. P. Markos, C.M. Soukoulis. Wave Propagation: From Electrons to Photonic Crystals and Left-Handed Materials (Princeton University Press, 2008)
  26. A.K. Sarychev, V.A. Shalaev. Electrodynamics of Metamaterials (World Scientivic Publishers Co. Pte. Ltd., Singapore, 2007)
  27. R. Marques, F. Martin, M. Sorolla. Metamaterials with Negative Parameters: Theory, Design and Microwave Applications (Hoboken, New Jersey: John Wiley \& Sons, Inc., 2008)
  28. L. Solymar, E. Shamonina. Waves in Metamaterials (Oxford University Press, 2009)
  29. 25. P. Markos, C.M. Soukoulis. Wave Propagation: From Electrons to Photonic Crystals and Left-Handed Materials (Princeton University Press, 2008)
  30. F. Capolino (Ed.). Theory and Phenomena of Metamaterials (CRC Press, Boca Raton, 2009)
  31. F. Capolino (Ed.). Applications of Metamaterials (CRC Press, Boca Raton, 2009)
  32. S. Zouhdi, A. Sihvola, A.P. Vinogradov. Metamaterials and Plasmonics: Fundamentals, Modelling, Applications (Springer, Dordrech, 2009)
  33. B.A. Munlc. Metamaterials: Critique and Alternatives (John Wiley, Hoboken, 2009)
  34. А.П. Виноградов, А.В. Дорофеенко, С. Зухди. УФН,  178, 511-518 (2008). [A.P. Vinogradov, A.V. Dorofeenko, S. Zouhdi. Phys. Usp., 51, 485-492 (2008). DOI: 10.1070/PU2008v051n05ABEH006533]
  35. К.Р. Симовский. Опт. и спектр., 107 (5) 766-793 (2009). [C.R. Simovski. Opt. Spectrosc. 107, 726-753 (2009). DOI: 10.1134/S0030400X09110101]
  36. М.В. Рыбин, М.Ф. Лимонов.  УФН,  189, 881-898 (2019). [M.V. Rybin, M.F. Limonov. Phys. Usp., 62, 823-838 (2019). DOI: 10.3367/UFNr.2019.03.038543]
  37. М.В. Давидович.  УФН, 189 (12), 1249-1284 (2019). [M.V. Davidovich. Phys. Usp., 62, 1173-1207 (2019). DOI: 10.3367/UFNe.2019.08.038643]
  38. М.В. Давидович. Известия Саратовского университета. Серия Физика, 11 (1), 42-47 (2011)
  39. М.В. Давидович. Законы сохранения и плотности энергии и импульса электромагнитного поля в диспергирующей среде (Изд-во Сарат. ун-та, Саратов, 2012)
  40. М.В. Давидович. Законы сохранения и плотности энергии-импульса электромагнитного поля. Энергия, импульс и скорости их переноса квазифотонов в диспергирующей среде: Абрагама-Минковского контроверсия (LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH, Saarbruken, Germany, 2012)
  41. М.В. Давидович. Квантовая электроника, 47 (6), 567-579 (2017) [M.V. Davidovich. Quantum Electronics, 47 (6), 567-579 (2017). DOI: 10.1070/QEL16272]
  42. Л.А. Вайнштейн. Электромагнитные волны (Радио и связь, М., 1988)
  43. J. Sjchwinger. Science, 165 (3895), 757-761 (1969). DOI: 10.1126/science.165.3895.757
  44. D.J. Griffiths. Introduction to electrodynamics (Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1999)
  45. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Т. 6. Электродинамика (Мир, М., 1966). [R.P. Feynman, R.B. Lrigton, M.W. Sands. The Feynman Lectures on Physics (Addison-Wesley Publishing Comp. Inc., Reading, Massachusetts, Palo Alto, London, 1964)]
  46. Д.Г. Баранов, А.П. Виноградов, К.Р. Симовский, И. Нефедов, С.А. Третьяков. ЖЭТФ, 141 (4), 650-658 (2012). [D.G. Baranov, A.P. Vinogradov, K.R. Simovskii, I. Nefedov, S.A. Tret'yakov. JETP, 114 (4), 568 (2012). DOI: 10.1134/S106377611202001X]
  47. Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц. Электродинамика сплошных сред (Наука, М., 1982)
  48. В.В. Котляр, С.С. Стафеев, А.Г. Налимов, А.А. Ковалёв. Компьютерная оптика, 43 (5) 714-722 (2019). [V.V. Kotlyar1, S.S. Stafeev, A.G. Nalimov, A.A. Kovalev. Computer Optics, 43 (5) 714-722 (2019). DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-5-714-722]
  49. J.F. Nye, M.V. Berry. Proc. Royal Soc. London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 336 (1605), 165-190 (1974). DOI: 10.1098/rspa.1974.0012
  50. K.T. Gahagan, G.A. Swartzlander. Opt. Lett., 21 (11), 827-829 (1996). DOI: 10.1364/ol.21.000827
  51. M. Gecevivcius, R. Drevinskas, M. Beresna, P.G. Kazansky. Appl. Phys. Lett., 104 (23) 231110 (2014). DOI: 10.1063/1.4882418
  52. N.B. Simpson, K. Dholakia, L. Allen, M.J. Padgett. Opt. Lett., 22 (1), 52-54 (1997). DOI: 10.1364/OL.22.000052
  53. K. Volke-Sepulveda, V. GarcesChvez, S. Chavez-Cerda, J. Arlt, K. Dholakia. J. Optics B: Quantum and Semiclassical Optics, 4 (2), S82-S89 (2002)
  54. B. Thide, H. Then, J. Sjoholm, K. Palmer, J. Bergman, T.D. Carozzi, Y.N. Istomin, N.H. Ibragimov, R. Khamitova. Phys. Rev. Lett., 99 (8), 087701 (2007). DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.087701
  55. A. Bandyopadhyay, R.P. Singh. Opt. Commun., 284 (1), 256-261 (2011). DOI: 10.1063/1.3635861
  56. A. Bandyopadhyay, S. Prabhakar, R.P. Singh. Phys. Lett., A 375 (19), 1926-1929 (2011). DOI: 10.1016/j.physleta.2011.03.044
  57. B.J. McMorran, A. Agrawal, I.M. Anderson, A.A. Herzing, H.J. Lezec, J.J. McClelland, J. Unguris. Science, 331 (6014), 192-195 (2011). DOI: 10.1126/science.1198804
  58. V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.G. Nalimov. Opt. Lett., 43 (12), 2921-2924 (2018). DOI: 10.1364/OL.43.002921
  59. V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, A.A. Kovalev. J. Optics, 20 (9), 095603 (2018). DOI: 10.1088/2040-8986/aad606
  60. V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, S.S. Stafeev. Laser Physics, 28 (12), 126203 (2018). DOI: 10.1088/1555-6611/aae02f
  61. V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov. J. Optics, 20 (7), 075101 (2018). DOI: 10.1088/2040-8986/aac4b3
  62. B. Richards, E. Wolf. Proc. R. Soc., A 253 (1274) 358-379 (1959). DOI:10.1098/rspa.1959.0200
  63. G.P. Karman, M.W. Beijersbergen, A. van Duijl, J.P. Woerdman. Opt. Lett., 22 (9), 1503-1505 (1997). DOI: 10.1364/OL.22.001503
  64. M.V. Berry. J. Mod. Opt., 45 (9), 1845-1858 (1998). DOI: 10.1080/09500349808231706
  65. А.В. Воляр. Письма в ЖТФ, 26 (13), 71-78 (2000). [A.V. Volyar. Tech. Phys. Lett., 26 (7) 573-575 (2000)]
  66. A.V. Volyar, V.G. Shvedov, T.A. Fadeeva. Opt. Spectrosc., 90 (1), 93-100 (2001)
  67. М.В. Васнецов, В.Н. Горшков, И.Г. Мариенко, М.С. Соскин. Опт. и спектр., 88 (2), 298-303 (2000). [M.V. Vasnetsov, V.N. Gorshkov, I.G. Marienko, M.S. Soskin. Opt. Spectrosc., 88 (2) 260-265 (2000). DOI: 10.1134/1.626789]
  68. A.V. Novitsky, D.V. Novitsky. J. Opt. Soc. Am., A 24 (9), 2844-2849 (2007). DOI: 10.1364/JOSAA.24.002844
  69. S. Sukhov, A. Dogariu. Opt. Lett., 35 (22), 3847-3849 (2010). DOI: 10.1364/OL.35.003847
  70. C.W. Qiu, D. Palima, A. Novitsky, D. Gao, W. Ding, S.V. Zhukovsky, J. Gluckstad. Nanophotonics, 3 (3), 181-201 (2014). DOI: 10.1515/nanoph-2013-0055
  71. F.G. Mitri. J. Opt. Soc. Am., A 33 (9), 1661-1667 (2016). DOI: 10.1364/JOSAA.33.001661
  72. P. Vaveliuk, O. Martinez-Matos. Opt. Express, 20 (24), 26913-26921 (2012). DOI: 10.1364/OE.20.026913
  73. I. Ronon-Ojeda, F. Soto-Eguibar. Wave Motion, 78, 176-184 (2018). DOI:10.1016/J.WAVEMOTI.2018.02.003
  74. M.V. Berry. J. Phys. A: Math. Theor., 43 (41), 415302 (2010). DOI: 10.1088/1751-8113/43/41/415302
  75. В.В. Котляр, А.А. Ковалёв, А.Г. Налимов. Компьютерная оптика, 42 (3), 408-413 (2018). [V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.G. Nalimov. Computer Optics, 42 (3), 408-413 (2018). DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-3-408-413]
  76. В.В. Котляр, А.А. Ковалёв. Компьютерная оптика, 43 (1), 54-62 (2019). [V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev. Computer Optics, 43 (1), 54-62 (2019). DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-1-54-62]
  77. S.H. Tao, W.M. Lee, X.C. Yuan. Opt. Lett., 28, 1867-1869 (2003). DOI: 10.1364/OL.28.001867
  78. A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, A. Zeilinger. Nature, 412, 313-316 (2001). DOI: 10.1038/35085529
  79. L. Chen, J. Lei, J. Romero. Light Sci. Appl., 3, e153 (2014). DOI: 10.1038/lsa.2014.34
  80. J.C. Gutierrez-Vega, C. Lopez-Mariscal. J. Opt., A, 10, 015009 (2008). DOI: 10.1088/1464-4258/10/01/015009
  81. F.G. Mitri. Opt. Lett., 36, 606-608 (2011). DOI: 10.1364/OL.36.000606
  82. F.G. Mitri. Optik, 124, 1469-1471 (2013). DOI: 10.1016/j.ijleo.2012.04.024
  83. F.G. Mitri. Phys. Rev., A, 88, 035804 (2013). DOI: 10.1103/PhysRevA.88.035804
  84. F.G. Mitri. IEEE Trans., AP, 59, 4375-4379 (2011). DOI: 10.1109/TAP.2011.2164228
  85. F.G. Mitri. J. Quant. Spectr. Rad. Transfer, 182, 172-179 (2016). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2016.05.033
  86. F.G. Mitri. Phys. Rev., A, 85, 025801 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevA.85.025801
  87. F.G. Mitri. Eur. Phys. J., D, 67, 1-9 (2013). DOI: 10.1140/epjd/e2013-40035-4
  88. S.R. Mishra. Opt. Commun., 85, 159-161 (1991). DOI: 10.1016/0030-4018(91)90386-r
  89. F.G. Mitri. Opt. Lett., 36, 766-768 (2011). DOI: 10.1364/OL.36.000766
  90. S.M. Block. Nature, 360, 493-495 (1992). DOI: 10.1038/360493a0
  91. S.R. Wilk. Opt. Photon. News, 20 (11) 12-13 (2009)
  92. S. Sukhov, A. Dogariu. Opt. Lett., 35, 3847-3849 (2010). DOI: 10.1364/OL.35.003847
  93. S.M. Barnett. J. Opt., B, 4 (7) (2002). DOI: 10.1088/1464-4266/4/2/361
  94. C. Lopez-Mariscal, D. Burnham, D. Rudd, D. McGloin, J.C. Gutierrez-Vega. Opt. Express, 16, 11411-11422 (2008). DOI: 10.1364/OE.16.011411
  95. T. Cizmar, M. Siler, P. Zemanek. Appl. Phys., B, 84, 197-203 (2006). DOI: 10.1007/s00340-006-2221-2
  96. I. Mokhun, R. Khrobatin, A. Mokhun, J. Viktorovskaya. Opt. Appl., 37, 261-277 (2007). DOI: 10.1117/12.679903
  97. A.V. Novitsky, L.M. Barkovsky. Phys. Rev., A, 79, 033821 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevA.79.033821
  98. J. Chen, J. Ng, K. Ding, K.H. Fung, Z. Lin, C.T. Chan. Sci. Rep., 4, 6386 (2014). DOI: 10.1038/srep06386
  99. Б.А. Князев, В.Г. Сербо. УФН, 188, 508-539 (2018). [B.A. Knyazev, V.G. Serbo. Phys. Usp., 61, 449-479 (2018). DOI: 10.3367/UFNe.2018.02.038306]
  100. G.T. Silva, T.P. Lobo, F.G. Mitri. Europhys. Lett., 97, 54003 (2012). 10.1209/0295-5075/97/54003
  101. M.A. Salem, H. Bagci. Opt. Express, 19 (9), 8526-8532 (2011). DOI: 10.1364/OE.19.008526
  102. Г.Т. Марков, А.Ф. Чаплин. Возбуждение электромагнитных волн (Радио и связь, М., 1983)
  103. Б.З. Каценеленбаум. Радиотехника и электроника, 42 (2), 133-134 (1997)
  104. В.Л. Гинзбург. УФН, 110 (2), 309-319 (1973). [V.L. Ginzburg. Sov. Phys. Usp., 16 434-439 (1973). DOI: 10.1070/PU1973v016n03ABEH005193]
  105. Д.В. Скобельцин. УФН, 110 253-292 (1973). [D.V. Skobel'tsyn. Sov. Phys. Usp., 16 38-401 (1973). DOI: 10.1070/PU1973v016n03ABEH005188]
  106. В.Л. Гинзбург, В.А. Угаров. УФН, 118 (1), 175-188 (1976). [V.L. Ginzburg, V.A. Ugarov. Sov. Phys. Usp., 19, 94-101 (1976). DOI: 10.1070/PU1976v019n01ABEH005127]
  107. В.И. Павлов. УФН, 124 (2), 345-349 (1978). [V.I. Pavlov. Sov. Phys. Usp.,  21 (2), 171-173 (1978). DOI: 10.1070/PU1978v021n02ABEH005521]
  108. Y.N. Obukhov. Phys. Lett., A, 311, 277-284 (2003). DOI:10.1016/S0375-9601(03)00503-6
  109. Y.N. Obukhov. Ann. Phys. (Berlin), 17 (9-10), 830-851 (2008). DOI: 10.1002/andp.200852009-1012
  110. V. Yannopapas, P.G. Galiatsatos. Phys. Rev., A, 77, 043819 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevA.77.043819
  111. В.П. Макаров, А.А. Рухадзе. УФН,  181, 1357-1368 (2011). [V.P. Makarov, A.A. Rukhadze. Phys. Usp., 54, 1285-1296 (2011). DOI: 10.3367/UFNe.0181.201112n.1357]
  112. A. Shevchenko, M. Kaivola. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 44, 175401(1-7) (2011). DOI: 10.1088/0953-4075/44/17/175401
  113. И.Н. Топтыгин, К. Левина.  УФН,  186, 146-158 (2016). [I.N. Toptygin, K. Levina. Phys. Usp., 59, 141-152 (2016). DOI: 10.3367/UFNe.0186.201602c.0146]
  114. Ю.А. Спиричев. УФН, 188, 325-328 (2018). [Yu.A. Spirichev. Phys. Usp., 61, 303-306 (2018). DOI: 10.3367/UFNe.2017.11.038255]
  115. В.Г. Полевой, С.М. Рытов.  УФН,  125 549-565 (1978). [V.G. Polevoi, S.M. Rytov. Sov. Phys. Usp.,  21 630-638 (1978). DOI: 10.1070/PU1978v021n07ABEH005668]
  116. Л.П. Питаевский. ЖЭТФ,  39, 1450-1458 (1960). [L.P. Pitaevskii.  Sov. Phys. JETP,  12, 1008-1013 (1961)]
  117. В. Новаку. Введение в электродинамику (ИЛ, М., 1963). [Valer Novacu. Introducere in electrodinamica. Teoriile Microscopica si Relativista (Editura Academiei Republicii Populare Romine, 1955)]
  118. К. Мёллер. Теория относительности (Атомиздат, М., 1975). [C. M ller. The theory of relativity (Clarendon Press, Oxford, 1972)]
  119. A. Einstein, J. Laub. Ann. Phys. (Leipzig), 26, 541-550 (1908). DOI: 10.1002/andp.19083310807

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme