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      零多普勒效應微波實驗研究取得新進展

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      零多普勒效應微波實驗研究取得新進展

      發布日期:2016-12-05 作者:真空腔體 點擊:

      真空腔體訊:近日,同濟大學的張冶文教授、陳鴻教授與英國倫敦大學瑪麗皇后學院的陳曉東教授合作,在博士生冉佳的共同努力下,首次觀察到了在零折射率材料中的零多普勒現象。該成果發表了4月5日的《科學報告》上。

      在普通介質中,當波源與接收器發生相對移動的時候,由于波陣面發生了壓縮/拉伸,頻率會發生偏移,這種現象叫做多普勒效應。在磁導率和電導率都為負值的人工特異材料中,由于波的群速度和相速度方向是反平行的,導致波陣面的變化情況與正常材料中的變化情況相反,從而頻率變化規律也和普通多普勒效應相反,稱之為逆多普勒效應。而零多普勒效應的現象為波源與接收器發生相對移動時,頻率不發生任何變化。

      對于磁導率和電導率同時為零的零折射率特異材料,還從來沒有人研究與觀察到實際的多普勒效應。同濟大學的研究人員在由左右手傳輸線結構構造的零折射率材料中實現了可控的移動反射面,觀察與研究了這一反常的多普勒效應。在這一實驗平臺上,對于零折射率材料,當波源與接收器發生相對運動時并沒有出現任何多普勒頻移,這一新的物理現象被此文的作者命名為零多普勒效應。

      造成這一現象的原因,是由于波在零折射率材料中的奇特的傳播方式,波在零折射率材料中的空間分布是等相位等振幅的,不是通常意義上的“波傳播”,所以“波陣面”在這里也失去了物理意義,更不存在波陣面的變形,亦沒有了隨之而來的多普勒頻移

      這項研究工作,與此小組在一年前在自然·《科學報告》上所發表的關于逆多普勒效應的研究結果同屬于一個系列,相互補充形成了一個較為完整的體系。至此,多普勒效應的研究更加系統與完善,這一新的概念也讓我們對波在物質中的表現有了更加全面的了解,也對雷達等系統中多普勒頻偏的調整提供了更多的參考意義。

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