スーパーレンズで回折限界を超える仕組みとは？
- スーパーレンズは回折限界を超えることができる
- メタマテリアルを使用して回折限界を超えてフォーカスする
- 誘電率や透磁率が負になることで量子力学の不確定性原理を超える
- ベストアンサー
スーパーレンズでなぜ回折限界を超えられるのですか。
スーパーレンズでなぜ回折限界を超えられるのですか。 メタマテリアルというのがあるらしいのですがそれを使うと 回折限界を超えてフォーカス出来るため完全レンズとも いうべき波長よりも空間分解能に優れるものができると紹介されていました。 例えば電子レンジのエネルギーを１ミクロン径に絞ることができるという 事ではないでしょうか。物凄いエネルギー密度が得られます。 また逆に１ミクロンの大きさから波長の長いラジオ電波等が放射出来るという ことなのでしょうか。 http://www.nikkei-science.com/page/magazine/0610/lens.html なぜ誘電率や透磁率が負になれば量子力学の主張する位置と運動量の不確定性 原理をひっくり返す（のではないかと）とも思われる回折限界を超えるという ことができるのでしょうか。定性的な意味が知りたいと思います。 よろしく言お願いします。
- yyz1974
- お礼率23% (133/563)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数7
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
http://www.lensya.co.jp/010/ で聞いてみるとまず間違いなく適切な回答が得られると思います。
関連するQ&A
- 周期構造の回折
私は現在大学で、回折現象について勉強しているます。 ガラスなどの透明基盤に金属でできた周期構造をつくり、そこに光（可視光、平面波）を入射した場合の反射と透過光の回折効率を求めるシミュレーションを作ろうと思っているのですが、疑問に思ったとこがあり質問しました。（周期構造の周期は１μmほどで高さは波長程度です。周期構造は無限に続くとしています） まずこのような場合、フレネルやフラウンホーファー回折などのスカラー回折理論で解こうとするとき、構造体に関する情報（金属の誘電率や周期構造の高さなど）を考慮することは不可能なのでしょうか？ もし、物質の誘電率を考慮できないのであれば、反射と透過は同時に起こることは決してなく、また吸収も考慮されないということでしょうか？ 構造体が波長に比べて大きい場合もそうでしょうか？ また、このような場合に最も効果的な回折理論を教えていただけないでしょうか？もちろんベクトル回折理論で結構です。 お暇なときで結構ですので、よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 電磁波の特徴おしえてください。誘電率と透磁率と
電磁波の特徴おしえてください。誘電率と透磁率に対する周波数・波長の関係を教えてください。 誘電率が大きくなると周波数、波長はどうなりますか？証明は？式は？ 透磁率が大きくなると周波数、波長はどうなりますか？証明は？式は？ https://eman-physics.net/electromag/matter.html をみましたが、どうやら誘電率と周波数は反比例の関係にあるようですが・・意味が分かりません。式沢山あるので意味不明です。 以下はなんとか調べてたどり着きました。 c=νλより、周波数と波長は反比例の関係にあります。 真空中の電磁波速度は光の速度と同じ。 c=1/√(εμ) なので、誘電率が小さくなると速度伝搬速度が上がる
- 締切済み
- 電気・電子工学
- 光のエネルギー量の解釈法について
量子力学では、光量子あるいは光子についてそのエネルギー解釈がプランク定数ｈでE=hf[J]となる。光量子３個と１００個のエネルギー量をどのように考えるのでしょう。例えば波長λ=3500[?] の可視光線で。光量子の総数は全く考慮しない理論になっています。エネルギー論からすれば理解できません。
- 締切済み
- 科学
- 誘電体に電磁波を通した時の波長の変化について
誘電体に電磁波を通した時の波長の変化について教えてください。 誘電率短波長効果とうものがあるらしく、誘電体を電磁波が通過すると電磁波の波長は短くなるそうなのですが、どうしてそうなるのかを解説していただけないでしょうか？ 誘電体に電磁波を通すと電磁波のエネルギーが吸収された分振動数は小さくなり波長は長くなると思っていたのですが… 波長が長くなるのか短くなるのか、どうしてそういえるのか専門家や詳しい方教えていただけないでしょうか。 どうかよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 光リソグラフィー技術について
光リソグラフィー技術について質問です． レンズで集光して微細パターニングを行うとき，その線幅は回折限界 d=2/π*λ/NA に依存するということですが，現在各メーカーが販売しているステッパーを見ると回折限界以下のパターニングが可能となっているようです． 例えばArFレーザ（波長193nm），開口数0.85のステッパーで80nmのパターニングが可能となっています． 回折限界の理論から言えば145nmが限界となるはずです． この他にもblu-rayディスクやDVDなども回折限界以下のピッチを書き込んでいますよね？ このような単にレンズで集光してパターニングする方法のものが回折限界以下の加工を実現しているのはなぜでしょうか？特別な原理があるのでしょうか？？ どなたかアドバイスお願いいたします．よろしくお願いします．
- ベストアンサー
- 科学
- 物質の波動と粒子の二重性について
量子力学の本で， "野球ボールのド・ブローイの波長は非常に短いので，検出するのは不可能で，実際上ほとんど意味が無い. つまり，野球ボールのような巨視的な物体に対してはほとんど意味を持たない．” と書いてあるんですが，波長が短ければ短いほど，振動数は大きい値を取るはずなので，E＝ｈνのエネルギー式に従うのなら，エネルギー的には大きくなって，無視できないので，意味を持ってしまうのではないでしょうか．
- ベストアンサー
- 物理学
- 遮断導波管のところで電波を全反射させる力がどこで働くのか判りません
伝搬導波管と直径の小さめの遮断導波管を接続したとき、電波は接続面あたりで全反射します。直径が約半波長より小さい導波管は断面内のｋベクトルが真空中のｋ(0)ベクトルよりすでに大きく前方（ｚ方向）にはエバネセント波しか存在しないと解説されています。 私の質問はここからです。半径aを持つ円形の導波管の途中（ｚ＝０）まで誘電率と透磁率を同時に持つ架空の物質をぎっしり入れます。ここで簡単のため比透磁率＝比誘電率とします。この値は十分大きく電磁波は伝搬可能です。また電界と磁界の比（特性界インピーダンス）は真空の３７７オームに近くなるでしょう。物質が入っていない導波管は遮断条件を満たしているとします。（重要なことは導波管の径はｚ依存性を持たないことです。） （１）接続面でモード変換が起きないため電気的なインピーダンスの不連続問題としてこの問題は解けると思うのですが自明のごとく答えは位相はシフトしますが全エネルギーは反射します。ここまでは正しいでしょうか。 （２）この問題を力学として捉えた場合、金属導波管内壁の法線ベクトルはｚ軸に垂直であるためエネルギーと運動量を持つ電磁波に-ｚ方向の力を与えることは出来ません。システムのどの部分(場所）が回れ右の力を与えるのでしょうか。 だいぶ考えたのですがわかりません。エネルギーが遮断導波管にぶつかるのですから必ずどこかに押し戻す力が発生すると思いますが解りません。ご教授お願いします。また良い教科書があればご推薦頂ければ勉強したいと思います。よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 水素原子の電子周回運動について
水素原子を周回する電子は、ニュートン力学では次第にエネルギーを 失い、原子核に落下します。 しかし、実際にはそうなりません。 量子力学では、周回軌道の周回距離が、ある波長の整数倍になることが 電子の安定起動です。 この条件では、電子に何らかのエネルギーがどこかから与えられているといえますか？ 何が半永久的円運動をさせているのでしょうか
- 締切済み
- 物理学
- メタ物質は負のエネルギーを持つ？
メタ物質は負のエネルギーを持つ？ メタマテリアル初心者です。電磁界は少し解ります。 メタマテリアルで負の誘電率や負の透磁率が設定されていますが これは負の電気エネルギーや負の磁気エネルギーを物質内部は もつということなのでしょうか。Ｗ＝1/2(eE^2+uH^2)が電磁場 のエネルギー密度と思っていましたので不思議です。 原点のとり方が違うのでしょうか。 それとも定義が全く異なるのでしょうか。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
