lavfis 20091 Índice de refração: valor positivo – valor negativo? positivo........ conforme nos...
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LAvFis 2009 1
Índice de refração: Valor positivo – Valor negativo?
• Positivo ........ Conforme nos ensinaram (regra da mão direita)
• Negativo ....... Nos dias de hoje (regra da mão esquerda)
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Lembrando conforme nos ensinaram
• Lei de refração
v
cn
meio no luz da velocidade
vácuono luz da velocidade refraçao de índice
Para n1 = 1
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Outras relações
• Lei de Snell
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Índice de refração negativo
Termos usados Termos usados
• Meio Veselago Meio Veselago
• Material duplamente negativoMaterial duplamente negativo
• Metamaterial (Meta = Além)Metamaterial (Meta = Além)
• Meio de mão esquerdaMeio de mão esquerda
• Meio reversoMeio reverso
• NRM negative refraction index materialNRM negative refraction index material
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O que é?
• Em geral todo material possui dois parâmetros físicos que o Em geral todo material possui dois parâmetros físicos que o
caracterizam: caracterizam:
- permitividade - permitividade
- permeabilidade - permeabilidade
• Esses dois parâmetros determinam como o material irá interagir Esses dois parâmetros determinam como o material irá interagir
com a radiação eletromagnética.com a radiação eletromagnética.
• Normalmente ambos são positivos, no entanto no caso de índice Normalmente ambos são positivos, no entanto no caso de índice
de refração negativo, ambos são negativos (por isso material de refração negativo, ambos são negativos (por isso material
duplamente negativo).duplamente negativo).
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Amfoterismo? - Amfotérico?
• Feito de/ou que possui dois componentes• Óxidos amfotéricos de Zn, Sn, Al, Be entre outros.• E.g. O ZnO reage conforme o pH da solução:
ZnO + 2HZnO + 2H++ --> Zn --> Zn2+2+ + H + H22O em solução ácidaO em solução ácida
ZnO + HZnO + H22O + 2OHO + 2OH-- --> [Zn(OH) --> [Zn(OH)44]]2-2- em solução básica em solução básica
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nnmaterialmaterial > 1 > 1 nnmaterialmaterial = 1 = 1
1 > n1 > nmaterial material > 0> 0 nnmaterial material < 0< 0
Refração do ar para o materialRefração do ar para o material
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Metamaterial
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http://physicsworld.com/cws/article/print/17398
Physics in ActionMay 1, 2003
Negative-index materials are now a reality, as a
recent experiment at MIT has shown. (a) Light
travelling upwards is refracted in the positive
direction (right) when it leaves a Teflon wedge. (b) A
metamaterial consisting of wires and rings causes
light to be refracted in the opposite direction (left)
when it exits, thereby demonstrating that it has a
negative index of refraction.
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Propagação no meio
Mão direitaMão direita Mão esquerdaMão esquerda
Outros modelos:
A) Pendrys_P_L_xy.wmv
B) Pendrys_Perfect_Lens_3D.wmv
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Metamaterial para microondas
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Outros sistemas ressonantes na geração de metamateriais para microondas
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Principio de Fermat
http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/Fermat/Fermat.htmlhttp://www.phy.ntnu.edu.tw/java/Fermat/Fermat.html
• Principio de Fermat: “Principio de Fermat: “A trajetória da luz, ao passar de um A trajetória da luz, ao passar de um
ponto para outro, é tal que o tempo do percurso é ponto para outro, é tal que o tempo do percurso é
estacionário em relação a variações na trajetória.”estacionário em relação a variações na trajetória.”
• Como abordar o principio de Fermat para o caso de índice Como abordar o principio de Fermat para o caso de índice
de refração negativo?de refração negativo?
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Aplicação
Forma clássica, n>0 Forma não-convencional, n<0
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Refração negativa - imagem
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Aplicações
NormalNormal
n1 n2
Metamaterial Metamaterial
n1 n2
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Lentes?
• Limites de observação com luz visível
• Superlentes
• Hiperlentes
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Superlente - Hiperlente
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Múltiplas camadas de NRM
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FIM
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