人们常说“眼见为实”,但有时候事实并不是我们所看到的那样。利用物质材料来控制光的传播,使光能按照人们的意愿行走,是当今光学研究领域的热点,其中一种应用就是 “光学隐身” 。现在让我们看看光学隐身技术究竟有哪些呢!
学习自然界的保护色
自然界中有很多动物,身体的颜色与周围环境很相似,这叫做保护色。这种保护色能帮助它们隐藏行踪, 躲避天敌,使它们在这个弱肉强食的世界里拥有自己的一席之地。 其实这就是一种很有效的隐身技术。受此启发,人们发明了迷彩服。当士兵们穿上这种衣服在自然环境中行军作战时,由于衣服与环境色彩相近,不会轻易被敌方发现,从而达到保护自己的目的。
动物的保护色
减少反射信号
我们之所以能看到物体, 是因为载有物体信息的光信号到达了我们的眼睛。 减少物体的反射信号也是一种隐身技术。
在现代战争中,雷达就是人的眼睛,它能看到电磁波(光也是电磁波) 。如何有效地减少军事目标的反射信号,让雷达 “看不见”,也早已成了各国竞相投资研发的焦点。第一代隐形飞机,如 F-117 “夜鹰” 隐形战术轰炸机,它的机身被设计成折面结构,使得入射的电磁波信号无法原路返回。这样雷达就接收不到反射信号,无法探测飞机的信息,从而实现了飞机的隐身。
光线在看不见的“球”中的传播
从幻想变为现实的隐身衣
看不见” 的球能使自己隐身,其实有的东西除了能使自己不被看见, 还能让藏在它里面的东西不被发现。“哈利 · 波特” 系列小说中就有神奇的隐身衣,主人公穿上它可以隐蔽行踪。而在现实中, 科学家们确实设计出了具有隐身功能的 “衣服” ,被隐身衣包裹的物体可以避免被外界观察到。是什么原因使这件衣服能够具有这种功能呢? 原来,隐身衣是根据变换光学的方法精心设计的。它的每个地方的光学性质都是不同的,就像沙漠中能够产生海市蜃楼现象的空气层一样。当光照到它时,它会慢慢地偏折光的传播方向,然后再逐渐扳回光的传播方向。当光离开隐身衣的时候,它的传播方向就和来时一样,而且光也没有损耗。
各项同性材料隐身衣的原理
对于外界的观察者来说, 光线好像是沿直线传播过来的, 给人的感觉就是看不到隐身衣和它里面的物体。
听了有关隐身的故事, 你是不是觉得这个世界很奇妙?我们看到的东西有可能并不是真的,假象可以欺骗我们的眼睛, 但是千万不要让它影响我们的判断力。
撰文/徐林 陈焕阳
本文选自《知识就是力量》杂志