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日期: 2023-11-02 | 來源: 齊魯晚報 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
近日,在壹場科學活動上,中國科學院院士褚君浩介紹了“多種光學隱身方法的效果測試”,現場展示了利用特殊材料實現的“隱身術”。實驗過程中實現隱身的原理是什麼?隱身技術走入日常生活還要多久?
揭秘“消失的下半身”
在現場,褚君浩院士請工作人員手持壹塊面板,起初透過面板還可看到人物的下半身,但將這塊材料旋轉90度之後,褚君浩院士的下半身“消失不見了”,但能夠清楚地看到人物身後的舞台場景。褚君浩院士表示:“未來哈利·波特的隱形斗篷將成衣櫃裡的日常用品。”
△材料旋轉前後
北京交通大學物理科學與工程學院副教授陳征介紹,褚君浩院士實現下半身“隱身”的原理是柱鏡光柵,該材料很特殊:
由壹排排微小圓柱狀凸透鏡排列組成柱鏡光柵,每壹根柱狀凸透鏡都會把背後的物體壓縮成壹個細條,透鏡數量足夠多時,就會把物體分解成無數個相同的細條,讓人仿佛看不見了,從而在視覺上達到“隱身”效果。
△手機微距拍攝的柱鏡光柵
實驗中將薄膜板旋轉90度,就是為了使柱鏡與褚君浩院士的腿平行。而之所以能看到舞台背景,主要是因為背景裡的橫條紋。這些橫條紋在成像後依然是完整的條紋,因此較為醒目,也正是這些橫條紋足以吸引注意力,才使得隱身效果更為突出。
此外,褚君浩院士還展示了其他的隱身方式,包括利用折射率相似的兩種物質、平面鏡反射成像等。
完美隱身?超材料怎麼做到的?
陳征介紹,廣義的隱身是指與背景融為壹體,從這壹角度而言,要實現可見光范圍內的隱身事實上還有不少方法。比如,趴在草叢中穿上迷彩服,就是壹種較為粗糙的隱身。
從光學上看,要實現不透明物體的隱身,可以利用平面鏡的反射,讓光線繞過物體,保持入射光線與出射光線方向壹致即可。對於透明物體,可以利用折射率實現隱身。
要實現真正的完美隱身,超材料提供了全新的解決方案。中國科學技術大學副研究員袁嵐峰介紹,超材料的性質在於材料中的納米顆粒的堆積方式。穿上用超材料制成的衣服,射在身上的光線都發生反方向偏折,在遠處看就像光沒有經過任何物體。並且超材料不只局限於光學,在很多電磁波段,甚至聲學領域都存在。
袁嵐峰說:“這是壹個革命性的思路,不是依靠材料本身的性質,而是依靠材料結構堆積的不同來實現以前無法實現的效果,如負折射率、負磁導率等。”
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