小伙伴们都看过《哈利·波特》吧? 那你一定知道隐!身!斗!篷! 穿上它就能隐形,神奇又魔幻。 当年知力君可是被这一超能力迷得不要不要的~ 那时候就在想—— 如果能拥有一件隐身衣那该多好! 从秦汉方士的隐身术,到哈利·波特的隐身斗篷, 从幻想魔术到电影情节,人类对于“隐身”有无限的想象与渴望。 虽然我们没有魔法,但我们有科学啊! 而且隐身材料在生活中并不少见, 我们甚至可以在家里制作隐身衣,实现隐身。 在了解“隐身术”之前, 首先来了解一下我们是如何看到物体的。 ▼ 当物体表面散射空间中的光进入人眼,在视网膜上形成图像时,我们便看见了物体,而“隐身术”与此息息相关。 01 在这种情况下,我们其实看到了物体,只是无法将物体与背景区别开。这种隐身现象大多发生在自然界,是生物进行捕食与自我保护的重要方法。比如叶虫,它的表面对光的散射与树叶相同,使得它们在一堆树叶中很难被察觉,从而躲过外界的攻击。 叶虫与树叶极为相似的形态可以帮助其躲避鸟类的捕杀 另外,在实际作战中,军人也会通过与环境散射相同光的迷彩服来躲避敌人的侦察。这种“隐身术”一旦换了环境便会失效,但变色龙、章鱼等生物却例外,这是因为它们具有适应性的“隐身术”,可以根据背景环境调节自身对光的散射,从而实现多方位的隐身,但局限于当前的技术手段,这种动态适应的“隐身术”尚未在军事中实现。 变色龙栖息在树枝上 02 我们平常所谓的隐形战机就是通过这种方法实现隐身的。探测雷达向各个方向发射探测雷达波,如果空中存在一架战机,则一部分散射波会返回探测器,从而发现战机。如果改变战机外形或者在战机表面涂抹吸收光的材料,使散射波无法返回探测器,那么雷达便无法发现战机,战机就实现了隐身。 散射波无法返回雷达探测器,战机实现隐身 然而,一旦在战机周围放置多个探测雷达,甚至利用卫星联合探测时,隐形战机便会由于散射波被其他探测器探测到或吸收了探测波,阻碍雷达间的信号传递而被探测到。这种情况下,隐形战机就会隐身失败。 03 2006年,美国科学家利用超材料实现了微波频段的隐身,然而这一方法对材料的电磁参数要求非常严格,技术还有待提高。 2016年,中国科学家利用金属与塑料复合构造新型人工电磁材料,这种材料的等效电磁参数与空气完全相同,因此无法发生任何散射,可以视为自隐身材料。这种材料相当于特定波长范围内的人造空气,对于特定波长范围可以实现全方位隐身,但要求整个物体必须全部由这种材料构成,不能掺杂其他物质。这种自隐身材料可以用在电梯、墙壁等地方。随着相关技术的不断提高,未来,这种材料在军用、民用方面的应用潜力巨大。 超材料隐身仿真:电磁波可以经过这种超材料装置并绕开中心区域,尽管波形上有所波动,但仍然较为完整 此外,利用现代计算机的视频处理能力,Wow Stuff公司通过在手机软件里内置绿色抠图,再贴上背景的方式,在手机里完美还原了电影中的隐身效果。国内一些声称做出隐身衣特效的,一般也是采用这种方式。感兴趣的朋友不妨利用这种方法,自己找一块绿布,体验一下如何隐身。 动手做一做 隐身装置和隐身原理示意图 |
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