隐身-物理研讨课

隐身-让未来充满可能,“隐身“故事多,CONTENT,揭开隐身的真面目,隐身离我们远吗？,已经实现的隐身,隐身衣的构想,研究与成果,“隐身”故事多,PART1,如果你看过科幻小说，科幻电影，如果你关注过互联网上的一些奇闻异事，那么一定对这样的场景有印象：,在一些科幻、魔幻小说中所讲到的不被他人所用肉眼看到的一种存在状态。又分为实体隐身和虚体隐身。实体隐身是指纯粹意义上的隐身，如当你隐身时别人可以从你的身上穿过而没有察觉；虚体隐身是指仅仅他人用肉眼看不到你，但是可以感受到你（如触摸到你）。,隐身是什么？,现实的隐身是根据：一件物体，反射的光会被人眼吸收（例如一个物体吸收了全部的色光就会呈现出黑色，反之则呈现出白色，其他颜色只是吸收了一部分的色光），只要把所有光都用特殊的方法吸收或绕过该物体继续向原方向照射了，便可隐身。,解开隐身的真面目,隐身离我们远吗？,PART2,已经实现的“隐身术”,隐形战斗机,隐形战斗机是指雷达一般探测不到的战斗机。其原理是指战斗机机身通过结构或者涂料的技术使得雷达反射面积尽量变小。雷达是靠发射电磁波然后检测反射回来的信号再通过信号的放大进行工作的所以就存在反射面积的大小问题。隐形战斗机则是通过特殊结构设计使得雷达波出现漫反射和通过特殊涂料吸收雷达波使得反射面积在雷达天线检测下只有零点几个平方米。,人类隐身是否可能？,隐身衣（实现视觉隐身的物件）人之所以能看到物体，是因为物体阻挡了光波通过。如果有一种材料敷在物体表面，能引着被物体阻挡的光波“绕着走”，那么光线就似乎没有受到任何阻挡。在观察者看来，物体就似乎变得“不存在”了，也就实现了视觉隐身。所谓“隐身”，只是障眼法，实际上躲不过多波段电磁波的探测，能扭曲一种波的材料，对其他波长的电磁波就无效了。但通过一些改进，可以将视觉隐身的效果提高。,隐身衣的构想,PART3,技术设想,光物理学上的“隐身”是指在物体表面涂上一层特定材料，通过吸收其对应的特定波长，从而达到无法探测的效果。此前，这种光学原理已经在军事上被广泛运用。比如在飞机或者潜艇上涂上可以阻断红外线的材料，雷达就很难探测到它们的存在。不过，这种使可见光“隐身”的实际应用此前并不多见。由于红外线具有更好的保密效果，现今利用比较广泛的多为红外线的隐身技术。据了解，由于可见光中包含多种波长的光线，因此如果找到能够吸收各种波长光线的材料绝非易事。因此，科学家开发出让人类实现隐身的神奇斗篷尚需时日。,研究与成果,PART4,纳米织造隐身衣,超材料的隐形把戏,隐形和反隐形,技术研究,纳米织造隐身衣,纳米级微小粒子组成的超材料可以让光线拐弯，绕过障碍物。被超材料包裹的人，在不被看到的情况下看到外面。美国的材料学家关于超材料的发现和中国物理学家的反隐形材料研究，让隐形不再遥不可及。,美国的隐身技术可以在人们的视线里隐藏物体，同时也使得物体里面的人无法观看外面。如今中国已经发明了一种称之为反隐身层，从而解决了隐身衣技术带来的物体内部对外屏蔽的问题。中国的反隐身层使用了各向异性的与隐身衣折射率相阻抗匹配的超材料。将反隐身材料贴在隐身衣上，一些光线可以按照在指定的路径渗透进来，从而使得内部的观察者可以看到外边。,研发成果,2013年10月31日，浙江大学陈红胜教授研究团队工作人员演示一件“隐身”装置的效果。当一支铅笔被放入该装置中时，铅笔的中间部位“不见了”，但该部位的背景图案仍然可见。,研发演示,一束光在该装置内“转弯”，但穿过装置后仍按照原来的方向传播。电磁波（包括光波）照射到物体时，会在物体上发生散射；散射的电磁波被接收后，就表明那里存在物体。如果能让电磁波“转弯”，绕着物体走，这样物体就能“隐身”，陈红胜团队所进行的研究正是基于这样的理念。该团队提出了一种可见光波段多边形“隐身衣”的设计方法，理论上能够实现在各个方向上的隐身效果。在实验上，他们研制出一种六边形柱状“隐身衣”，其工作频段可达整个光波段。另外，该团队还制作出了微波段圆柱