新材料颠覆斯涅耳定律

好的，您可能不熟悉斯涅耳定律，但您每天都在体验它。每当您戴上眼镜，或者看到光线穿过一杯水或棱镜发生弯曲时，都是这个定律在起作用。简而言之，斯涅耳定律控制着电磁辐射（如光）从一种介质传播到另一种介质并减速时，发生折射或改变方向的角度。辐射减速越多，弯曲程度越大，材料的所谓折射率就越高，这就是斯涅耳定律所描述的。

到目前为止，所有已知的材料都具有正折射率。但是，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家在周五出版的《科学》杂志上描述了一种具有负折射率的奇特复合材料，实际上颠覆了斯涅耳定律。研究人员表示，这种由玻璃纤维和铜环及铜线组成的新型混合物（见图）不仅仅是一个奇特的现象。它很可能催生新型电磁设备，甚至完美透镜，不受衍射极限的限制，从而能够以意想不到的方式聚焦光线。

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Sheldon Schultz 和他的同事去年制造了这类复合材料，当时他们预测这种材料将打破许多常规特性，包括多普勒效应。他们最近的演示只是他们希望揭示该复合材料非正统行为的几个演示中的第一个。在这种情况下，他们表明，微波——频率与警用雷达枪使用的微波频率相同——从材料中射出的方向与斯涅耳定律预测的方向完全相反。接下来，他们希望将这种材料的能力扩展到聚焦可见光。

"如果这些效应最终在光频率下成为可能，那么这种材料将具有一种令人称奇的特性，即一个小手电筒照射在一块平板上会在另一侧的一个点上产生焦点。用一块普通的平板材料是无法做到这一点的。” 为这项研究提供支持的美国国防高级研究计划局 (DARPA) 和空军科学研究办公室 (AFOSR) 正在研究可能的应用，而 U.C.S.D. 的研究人员已提交了专利申请。