Università degli studi dell'Insubria

METAMATERIALI

A.A. di erogazione 2017/2018

Laurea Magistrale in FISICA
 (A.A. 2017/2018)

Docenti

Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
FISICA DELLA MATERIA (FIS/03)
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
60
Dettaglio ore: 
Lezione (60 ore)

Lo scopo del corso è di far conoscere allo studente i principi di funzionamento dei metamateriali e le loro applicazioni. Al termine del corso lo studente avrà acquisito le tecniche su cui si basano le cosiddette "teorie di mezzo effettivo" e sarà quindi in grado di calcolare i parametri effettivi di diversi metamateriali.

Conoscenze di base dell'elettromagnetismo classico (fornite dal corso di Elettromagnetismo). Non sono comunque richieste propedeuticità.

La prima parte del corso (20 h) è dedicata ad un ripasso dei concetti fondamentali di elettromagnetismo, in particolare quelli riguardanti l'interazione tra un'onda elettromagnetica e un materiale, isolante o metallo.

Equazioni di Maxwell e onde piane monocromatiche (4 h)
Teorema di Poynying per mezzi non-dispersivi e dispersivi (2 h)
Polarizzazione della luce (2 h)
Leggi di Fresnel, coefficienti di trasmissione e riflessione di uno strato di materiale (4 h)
Formule per ricavare costante dielettrica e permeabilità relativa in funzione dei coefficienti di riflessione e trasmissione (2 h)
Modello di Lorentz-Drude della suscettibilità complessa, relazioni di Kramers-Kronig (4 h)
Metalli, oscillazioni di plasma (2 h)

Nella seconda parte del corso (28 h) si introducono le "teorie di mezzo effettivo" necessarie per descrivere i metamateriali e si considerano alcune particolari configurazioni.

Teoria di mezzo effettivo di Maxwell-Garnett (4 h)
Teoria di mezzo effettivo di Bruggeman (4 h)
Correzioni alla teoria per inclusioni ellissoidali (4 h)
Wiener bounds (2 h)
Reticoli di fili metallici (2 h)
Split ring resonators (2 h)
Alcuni esperimenti (2 h)
Condizione necessaria e sufficiente per ottenere un materiale sinistrorso (2 h)
Superlenti (2 h)
Metamateriali iperbolici (2h)
Iperlenti (2 h)

Lezioni frontali (48 h)

L'esame consiste dapprima nella preparazione di un elaborato scritto in cui viene richiesto allo studente di riprodurre analiticamente e numericamente alcuni risultati pubblicati in articoli di ricerca. L'elaborato viene poi discusso in una prova orale in cui vengono verificate anche le conoscenze acquisite su altri argomenti sviluppati nel corso.

W. Cai and V. Shalaev, Optical Metamaterials – Fundamentals and applications, Springer 2010

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A.A. 2016/2017

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE