小伙伴們都看過《哈利·波特》吧? 那你一定知道隱!身!斗!篷! 穿上它就能隱形,神奇又魔幻。 當(dāng)年知力君可是被這一超能力迷得不要不要的~ 那時(shí)候就在想—— 如果能擁有一件隱身衣那該多好! 從秦漢方士的隱身術(shù),到哈利·波特的隱身斗篷, 從幻想魔術(shù)到電影情節(jié),人類對(duì)于“隱身”有無限的想象與渴望。 雖然我們沒有魔法,但我們有科學(xué)??! 而且隱身材料在生活中并不少見, 我們甚至可以在家里制作隱身衣,實(shí)現(xiàn)隱身。 在了解“隱身術(shù)”之前, 首先來了解一下我們是如何看到物體的。 ▼ 當(dāng)物體表面散射空間中的光進(jìn)入人眼,在視網(wǎng)膜上形成圖像時(shí),我們便看見了物體,而“隱身術(shù)”與此息息相關(guān)。 01 在這種情況下,我們其實(shí)看到了物體,只是無法將物體與背景區(qū)別開。這種隱身現(xiàn)象大多發(fā)生在自然界,是生物進(jìn)行捕食與自我保護(hù)的重要方法。比如葉蟲,它的表面對(duì)光的散射與樹葉相同,使得它們?cè)谝欢褬淙~中很難被察覺,從而躲過外界的攻擊。 葉蟲與樹葉極為相似的形態(tài)可以幫助其躲避鳥類的捕殺 另外,在實(shí)際作戰(zhàn)中,軍人也會(huì)通過與環(huán)境散射相同光的迷彩服來躲避敵人的偵察。這種“隱身術(shù)”一旦換了環(huán)境便會(huì)失效,但變色龍、章魚等生物卻例外,這是因?yàn)樗鼈兙哂羞m應(yīng)性的“隱身術(shù)”,可以根據(jù)背景環(huán)境調(diào)節(jié)自身對(duì)光的散射,從而實(shí)現(xiàn)多方位的隱身,但局限于當(dāng)前的技術(shù)手段,這種動(dòng)態(tài)適應(yīng)的“隱身術(shù)”尚未在軍事中實(shí)現(xiàn)。 變色龍棲息在樹枝上 02 我們平常所謂的隱形戰(zhàn)機(jī)就是通過這種方法實(shí)現(xiàn)隱身的。探測(cè)雷達(dá)向各個(gè)方向發(fā)射探測(cè)雷達(dá)波,如果空中存在一架戰(zhàn)機(jī),則一部分散射波會(huì)返回探測(cè)器,從而發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)。如果改變戰(zhàn)機(jī)外形或者在戰(zhàn)機(jī)表面涂抹吸收光的材料,使散射波無法返回探測(cè)器,那么雷達(dá)便無法發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī),戰(zhàn)機(jī)就實(shí)現(xiàn)了隱身。 散射波無法返回雷達(dá)探測(cè)器,戰(zhàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)隱身 然而,一旦在戰(zhàn)機(jī)周圍放置多個(gè)探測(cè)雷達(dá),甚至利用衛(wèi)星聯(lián)合探測(cè)時(shí),隱形戰(zhàn)機(jī)便會(huì)由于散射波被其他探測(cè)器探測(cè)到或吸收了探測(cè)波,阻礙雷達(dá)間的信號(hào)傳遞而被探測(cè)到。這種情況下,隱形戰(zhàn)機(jī)就會(huì)隱身失敗。 03 2006年,美國(guó)科學(xué)家利用超材料實(shí)現(xiàn)了微波頻段的隱身,然而這一方法對(duì)材料的電磁參數(shù)要求非常嚴(yán)格,技術(shù)還有待提高。 2016年,中國(guó)科學(xué)家利用金屬與塑料復(fù)合構(gòu)造新型人工電磁材料,這種材料的等效電磁參數(shù)與空氣完全相同,因此無法發(fā)生任何散射,可以視為自隱身材料。這種材料相當(dāng)于特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的人造空氣,對(duì)于特定波長(zhǎng)范圍可以實(shí)現(xiàn)全方位隱身,但要求整個(gè)物體必須全部由這種材料構(gòu)成,不能摻雜其他物質(zhì)。這種自隱身材料可以用在電梯、墻壁等地方。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷提高,未來,這種材料在軍用、民用方面的應(yīng)用潛力巨大。 超材料隱身仿真:電磁波可以經(jīng)過這種超材料裝置并繞開中心區(qū)域,盡管波形上有所波動(dòng),但仍然較為完整 此外,利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的視頻處理能力,Wow Stuff公司通過在手機(jī)軟件里內(nèi)置綠色摳圖,再貼上背景的方式,在手機(jī)里完美還原了電影中的隱身效果。國(guó)內(nèi)一些聲稱做出隱身衣特效的,一般也是采用這種方式。感興趣的朋友不妨利用這種方法,自己找一塊綠布,體驗(yàn)一下如何隱身。 動(dòng)手做一做 隱身裝置和隱身原理示意圖 |
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