色散超材料介质中的功率损耗和电磁能量密度

研究了由金属线和开口谐振环阵列构成的超材料中的功率损耗和电磁能量密度。我们证明，从电动力学方法和等效电路方法可以一致地推导出场能量密度公式。推导基于对介质中电偶极子和磁偶极子动力学方程以及功率损耗正确形式的了解。我们讨论了功率损耗在确定能量密度形式中的作用，并解释了为何在电动力学推导中应首先确定功率损耗。当功率损耗可忽略且场为谐波时，我们的能量密度公式简化为朗道经典公式的结果。对于具有有限功率损耗的一般情况，我们的研究解决了先前由等效电路和电动力学方法推导出的结果之间的明显矛盾。