STEM 小知识: 哈利的隐身斗篷

隐形可能听起来像科幻小说，这个想法可能很牵强，但好消息是，麻瓜们--这是有可能的！我们所需要的只是一点物理学知识。谁不想成为隐形人呢？让我们深入了解一下隐形斗篷的物理学原理吧!

"我隐身了！"

方法#1

有些人可能隐约听说过这句话--映像! 折射! 干涉! 衍射! 你们大多数人可能已经知道它们的含义。但它们与隐身能力有什么关系呢？我们必须了解一下光子学! 光子学是生产、检测和操纵光的科学；上面提到的现象都属于光子学。

这里是隐形的第一种方法--利用超材料操纵光。什么是超材料？赫敏已经给出了答案。

超材料是指含有自然存在的材料中所没有的某些特性。让我们稍后讨论 "超材料 "在隐身方面的使用情况。

首先，我们先需要了解我们究竟如何才能使隐形衣不被发现。想象一下--我们有一个透明的片子，可以作为斗篷；它能起作用吗？不幸的是，不行--我们不能让它本身隐身，因为光线可以穿过它并反弹到我们的身体上，使我们可见。然而，我们可以做的是操纵光线穿过织物，即在织物上弯曲而不改变。这就是超材料发挥作用的地方。

超材料能够弯曲特定频率和波长的电磁辐射。我们都知道，光是一种电磁波，这一结果是由詹姆斯-克拉克-麦克斯韦发现的。

虽然自然发生的材料只影响电波的部分，但超材料也影响磁性部分，从而导致弯曲。这些超材料的另一个很酷的地方是，它们对特定频率的电磁波有一个负折射率。超材料含有分裂环谐振器，它产生负折射率。到目前为止，科学家们只创造了由特殊聚合物和微小的电线线圈制成的超材料，其中包含一个格子状的结构，其中的空间小于我们想要弯曲的光的波长。最近的一次隐形尝试是由一位日本科学家进行的。你可以从这些文章中更加了解它 - https://www.vice.com/en_us/article/wnzk7w/an-invisibility-cloak-you-have-to-see-to-believe-video https://news.bbc.co.uk/2/hi/asia-pacific/2777111.stm 方法#2

另一种方法是由多壁CNTs制成你的斗篷。CNTs或碳纳米管是一种碳的同素异形体或一种形式。这种方法的工作原理是光热偏转，这个原理也适用于我们在沙漠甚至道路上看到的海市蜃楼。

德克萨斯大学和达拉斯纳米技术研究所（2011年）的研究人员已经成功地通过这种方法使一个物体隐形。他们使用了CNTs片材，这些片材是良好的热导体，因此它们是创造海市蜃楼的理想选择。为了创造这种效果，他们用电加热这些薄片，使光线弯曲，产生了隐形效果。

还有一种方法可以使一个物体看起来不可见，但它不是你可以穿的东西--使用镜片。如果感兴趣的话，可以自己研究一下。

最后恭喜! 你以成为隐身术的大师!

Translated into Mandarin by Han Yuyi