加拿大一公司研發出“量子隱形”材料,哈利波特的「隱形鬥篷」或許不遠了
來源:趣科普
發布時間:2022-08-10
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《哈利波特》係列小說和電影可以說是一代人的回憶,在這個(ge) 龐大的魔法世界中,J·K羅琳打造了各種各樣新奇的魔法道具,比如飛行掃把、魔法石、老魔杖、厄裏斯墨鏡等等,但是其中最讓我 印象深刻的魔法道具是哈利波特的「隱形鬥篷」。

當時就想著,如果我能有一件隱形鬥篷,那我就要....(此處省略一萬(wan) 字)。

可惜夢醒之後,鬥篷也隨之消失了。

但是“隱形”這一概念可沒有消失,在軍(jun) 事領域,其實早就出現了隱形戰鬥機這樣的“空中幽靈”。

不過這並不能算是嚴(yan) 格意義(yi) 上的隱形,因為(wei) 隱形戰鬥機的原理是通過采用特殊結構或者塗料來降低雷達的探測效果,從(cong) 而達到在天空中“隱形”的效果

隨著科技的發展,各種隱形材料也如雨後春筍般湧現,前陣子,據台灣媒體(ti) 報道,加拿大一家做迷彩偽(wei) 裝的公司開發出了一種能夠隱藏物體(ti) 的特殊材料。

這種材料看起來像一塊塑料板,不僅(jin) 非常輕薄而且能夠彎曲。

該公司將這種材料稱為(wei) Quantum Stealth(量子隱形)。當光線穿過表麵的時候,這種材料背後的物品就會(hui) 產(chan) 生折射,製作出隱藏後麵物品的“死角”,在肉眼看來,物品就像是從(cong) 眼前消失了一樣。

除了讓物體(ti) 在眼前消失之外,這種材料在紅外線、紫外線和熱光譜的探測下都可以有效隱藏目標。

既然這樣,這種隱形材料應該很快就能投入使用了,然而,“量子隱形”並不是完美的,這家公司也很實誠,他們(men) 承認現在的隱形材料還存在缺點,比如要隱藏的物體(ti) 距離材料太近或太遠時,都無法做到完全隱形的效果。

“量子隱形”的原理

當這種隱形材料的演示視頻上傳(chuan) 到油管後,很多人都對其神奇的隱形功能產(chan) 生了興(xing) 趣,並購買(mai) 了由這種材料製成的各類“隱形”物品,由於(yu) 其名稱與(yu) “量子”相關(guan) ,因此有人解釋隱形的原理是因為(wei) 這種材料表麵具有通過量子穿隧效應製成的納米級塗層。

真是萬(wan) 物皆可量子力學...連這家公司都不敢這麽(me) 說,實際上,這隻是一種光學效果而已。

如果在顯微鏡下麵觀察這種材料的微觀結構,會(hui) 發現它的表麵是一排排圓柱狀的條紋,這些條紋排列在一起就形成了類似光柵的結構。

那為(wei) 什麽(me) 類似光柵這樣的結構可以達到隱形鬥篷的效果呢?

我先找到了這家公司的官網查看了一下,他們(men) 解釋說:這種隱形材料的原理和透過塑料水瓶看東(dong) 西一樣,如果觀看的物體(ti) 和水瓶的距離逐漸變長,物體(ti) 會(hui) 開始變形,而且圖像也會(hui) 翻轉。

害!說白了,這不就是放大鏡的原理嗎。

當我們(men) 通過放大鏡觀看物體(ti) 的時候,隨著距離的拉遠,物體(ti) 會(hui) 變得越來越大,可是當距離>2f(2倍焦距)時,物體(ti) 會(hui) 發生顛倒並逐漸變小。

但這種隱形材料表麵並不是類似放大鏡那樣的雙凸透鏡,而是屬於(yu) 圓柱形的平凸透鏡。

如果一個(ge) 物體(ti) 平行於(yu) 這塊透鏡,那麽(me) 隨著距離的拉遠,物體(ti) 在水平方向會(hui) 越變越小,但是垂直方向並不會(hui) 改變(不會(hui) 變短)。

假如一個(ge) 物體(ti) 是垂直於(yu) 這塊凸透鏡的,那麽(me) 隨著距離的拉遠,這個(ge) 物體(ti) 在水平方向上會(hui) 越來越小,而垂直方向則沒有變化。

通過這個(ge) 原理,如果以此柱狀透鏡複製出更多的凸透鏡,然後並排在一起,那麽(me) 就會(hui) 變成一片光柵。

這時候,我們(men) 再看平行於(yu) 這一片光柵的物體(ti) 時,會(hui) 發現它好像不見了,但實際上並沒有,隻不過是因為(wei) 凸透鏡的效果讓物品變得更細,並且恰好卡在兩(liang) 個(ge) 凸透鏡之間的“死角”位置,讓人選擇性忽略了而已。

因此,在使用這種隱形材料的時候,要注意隱藏的物體(ti) 需要跟材料處於(yu) 平行位置才可以達到效果。

而這麽(me) 神奇的“隱形材料”其實大部分人都接觸過,那就是小時候玩過的3D卡片,隻要旋轉一些角度就能看到不同的畫麵。

3D卡片的原理是利用表麵的凸透鏡把後麵的不同圖案獨立放大,隨著角度的變化,就會(hui) 發現有一些畫麵更加凸顯出來

如果我們(men) 將後麵的圖案給刮掉,就可以得到一張炫酷的隱形卡片了。

當然,這樣的隱形卡片隻能說原理上達到了效果,但要和加拿大那家公司開發的“量子隱形”相比還是差得遠的,因為(wei) 這隻能算是它們(men) 的第一版本,而現在他們(men) 已經更新到第十四版了。

最後,提出一個(ge) 不太成熟的想法,如果目前還不能解決(jue) 因為(wei) 距離太近或太遠會(hui) 暴露的問題,或許這家公司可以考慮做一個(ge) 吊鍾形狀的“隱形鬥篷”,固定好距離後,在上方伸出一根控製杆,人站在裏麵就可以通過控製杆跟隨人的運動一起移動“隱形鬥篷”。


@靈魂畫師,大家腦補一下

這樣四舍五入之後,是不是也擁有了哈利波特的「隱形鬥篷」了。



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