什么是超材料？

中學(xué)時(shí)老師告訴我們，當(dāng)一束光從空氣斜射入水中，入射光與折射光應(yīng)該在法線兩側(cè)。那么，是否存在這樣一種介質(zhì)，當(dāng)光入射其中，入射光與折射光位居法線同側(cè)？

1968年，前蘇聯(lián)理論物理學(xué)家菲斯拉格（Veselago）發(fā)現(xiàn)，介電常數(shù)和磁導(dǎo)率都為負(fù)值物質(zhì)的電磁學(xué)性質(zhì)，與常規(guī)材料不同，從而在理論上預(yù)測(cè)了上述“反常”現(xiàn)象。超材料的概念便源于此。

metamaterial，其中拉丁語(yǔ)詞根“meta-”表示“超出、另類”等含義，因此一般文獻(xiàn)中給出超材料的定義是“具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料。”但實(shí)際上，到目前超材料還沒(méi)有統(tǒng)一定義。那超材料到底是什么？我們從其特征就能做出判斷：

具有新奇人工結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料；具有常規(guī)（或傳統(tǒng)）材料不具備的超常物理性質(zhì)；超常物理性質(zhì)主要由新奇的人工結(jié)構(gòu)決定；新奇的人工結(jié)構(gòu)包括單元結(jié)構(gòu)（人工原子和人工分子）和單元結(jié)構(gòu)集合而成的復(fù)合結(jié)構(gòu)兩個(gè)層次。

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