Kas On Võimalik Teha Maskeeringu Seade?

{h1}

Varjamine tehnoloogiaga võib saavutada nähtamatus, keerates objekti ümber kergeid laineid. Uurige, kuidas varjamisseade töötab ja saate teada tehnoloogiliste piirangute kattekihist.

Uurimistööstuse ja fantaasiast leitud paljude troopide seas on vähesed populaarsemad kui maskeeringu seade. Tegelikult on teadlased juba pikka aega tegelevad teadusuuringutega, mis vähemalt parandaksid kamuflaažitehnoloogiat, peidaksid radarist õhusõidukit või suurendaksid meie teadmisi valguse ja elektromagnetlainete töö kohta. 2006. aastal näitas Duke'i ülikooli teadlaste rühm lihtsustatud varjamisseadet. 2006. aasta oktoobris avaldas Duke'i uurimisrühm dr David R. Smithi juhatuses "Science" ajakirja "Science" uuringu, milles kirjeldati lihtsustatud varjamisseadet. Kuigi nende seade maskeeris objekti ainult ühe mikrolainete valguse lainepikkust, pakub see rohkem teavet, mis aitab meil kaaluda, kas reaalajas varjatud seade on võimalik.

See maskeerimisseade valmistati kontsentriliste ringjoonte rühmadest, mille keskosa silindriga oli võimalik asetada objekti. Kui teadurid suunasid seadme mikrolaine valgusesse, laine lõhenes, voolas seadme ümber ja ühendas uuesti teisele küljele. Dr Smithi meeskonna uurija Dave Schurig võrdles efekti "jõe vesi, mis voolab sujuva kivi ümber" (Allikas: Duke'i ülikool). Kõik silindrisse paigutatud asjad on varjatud, - või mikrolaine valgusesse sujuvalt nähtamatu.

Seade pole täiuslik. See tekitab mõningaid moonutusi ja "mikrolainete varjamist" [Allikas: New York Times]. See töötab ka ainult ühe mikrolaine valgus lainepikkusega.

Selle varjatud efekti saavutamiseks kasutas printsessi meeskond suhteliselt uut materjalide klassi metamaterjalid. Metamaterjalide omadused põhinevad nende struktuuril, mitte nende keemilisel kujunemisel. Maskeerimisseadme jaoks tegi teadlased mosaiikkonstruktsioonidest klaaskiust lehtedest, mis on trükitud traadist silmadega, mõnevõrra sarnane trükkplaadiga. Vasejuhtmete paigutus määrab, kuidas see elektromagnetväljadega interakteerub. Metamaterjalide ainulaadne eelis on see, et neid saab kasutada elektromagnetiliste omadustega objektide loomiseks, mida looduses ei leidu.

Maskeerimisseadme võtmeks on ära toodud mõni tuntud mõiste murdumisnäitaja. Objekti murdumisnäitaja või murdumisnäitaja, määrab selle, kui palju kergemini kõverub selle läbimisel. Enamikul objektidel on ühtlane murdumisnäitaja kogu ulatuses, nii et kerge vaid paindub, kui see ületab piiri materjali. See leiab aset näiteks siis, kui valgus läheb õhust vette.

Kui materjali murdumisnäitaja on suurem kui 1, põhjustab see valguse suundumiseks sissepoole. Siin on mõned ühiste materjalide murdumisnäitajad:

  • Õhk - 1.0029
  • Jää - 1.31
  • Vesi - 1,33
  • Klaas - 1,52
  • Sapphire - 1,77
  • Teemant - 2.417

Metamaterialide abil kasutatakse murdumisnäitajatega objekte nulli ja 1 vahel. Duke'i meeskond kasutas metamaterjali, et muuta nende maskeerimisseade järk-järgult muutuva murdumisnäitaja - seadmest väljastpoolt 1, keskel nulli. Tulemuseks on see, et mikrolainekiirguse pealmine keha ümbritseb seadet ja suudab reformida teiselt poolt, kuigi mõningate avastatavate moonutuste korral.

Kuigi metamaterjalid ja maskeering on põnevad tehnoloogiad, on neil palju piiranguid. Lähme mõned neist järgmistest lehtedest.

Metamaterjalide piirangud ja varjualused

Duke'i maskeerimisseade maskeerib objekti ainult ühe mikrolaine valgus lainepikkusega.

Duke'i maskeerimisseade maskeerib objekti ainult ühe mikrolaine valgus lainepikkusega.

Mõnede metamaterjalide ja varjumiseks kasutatavate teaduslike mõistete vahel on olnud mõningaid vastuolusid. Inimesed on kahtluse alla seadnud, kas nähtamatu varjukindlus on tõesti võimalus. Mõned aastad tagasi väitsid mõned teadlased, et metamaterjalide valmistamine oli võimalik negatiivne murdumisnäitaja. Esialgu väitsid paljud eksperdid, et refraktsiooni negatiivne indeks oli füüsika seaduste vastu, kuid enamik neist aktsepteerivad, et see on võimalik. Isegi nii oli see osutunud keeruliseks negatiivseks murdumise metamaterjaliks nähtava valguse tagamiseks (mikrobioloogilises valguses mõjutavate metamaterjalidega on tehtud negatiivse murdumise katsed.) Selle aasta jooksul said Saksa Karlsruhe ülikooli teadlased ja Iowa Amesi laborid toota metamaterjali nähtava valguse murdumise negatiivne indeks.

Siiski on veel palju tööd vaja teha, enne kui töötab rauast rohkem kui ühe nähtava spektri lainepikkuse jaoks, seda enam kui seda näeb teaduslik-väljamõeldud filmides. Praegu teeb seadet, mis töötab kõik nähtava valguse lainepikkus ei ületa teadlaste suutlikkust. Samuti ei tea nad, kas isegi ühe lainepikkusega on võimalik isegi varjata.

Probleem tuleneb metamaterjalides kasutatavast vasest. Vase peab olema väiksem kui valguse lainepikkus, mida see mõjutab. Mikrolainetega on see lihtne, kuna Duke'i mikrolained olid pisut rohkem kui 3 sentimeetrit. See maskeerimisseadme vask silmus oli umbes 3 millimeetrit. Kuid nähtav valgus on 400 nanomeeter kuni 700 nanomeetrit, mis tuhandeid kordi väiksemad kui mikrolained. Nende metamaterjalide vase silmad peaksid olema umbes 40 nm kuni 70 nanomeetrit pikk. Sellised metamaterjalid võivad nanotehnoloogia edasist arengut kasuks tulla.

Kuigi hertsogi meeskonna maskeerimisseadmel on selgelt piirangud, on tehnoloogia ja metamaterjalide potentsiaal tohutu. Dr.Smith on püüdnud teha suuri ütlusi selle kohta, millal võiks välja töötada keerukama varjamisseadme, kuid siin on mõned teadlaste tulevikuvõimalused:

  • Suur hoone tegemine nähtamatu, nii et teisel pool parki saab näha
  • Traadita seadmete valiku täiustamine, võimaldades lainedel painutada ja voolata ümber objektide takistamise
  • Varjatud sõjaväeveokid ja eelpostid
  • Varjude ja peegelduste kõrvaldamine (näiteks sõjalise lennukiga)
  • Ülikiired salvestusseadmed
  • Objektiivid, millel puudub hägusus, mille tulemuseks on ülimalt teravad pildid

Kui täis nähtamatus on aastakümneid või on lihtsalt võimatu, võib üks teine ​​võimalus tunduda huvitav ja see pole erinevalt sellest, mida oleme mõnes filmis näinud. Tulevikus võib olla võimalik luua mingisugune järk-järgult varjatud maskeerimisseade, milles iga nähtava valguse spektri värv on teise sekundi murdosa varjatud. Kui see saavutatakse piisava kiirusega, näib objekt tõenäoliselt läbipaistev, kuigi mitte päris nähtamatu. Mõelge filmis "Predator" olevatest võõraid vaenlasi, kes on vaevu tuntav, kui ta liigub, kuid on muidu sisuliselt nähtamatu.

Lõpuks on veel üks tegur, mis piirab maskeerimisseadme kasutusvõimalusi, mida teadlased ütlevad paljud inimesed ei arvesta. Inimesed, kes asuvad varjatud alal, ei saaks näha, kuna kõik nähtavad valgused asetseksid ümber nende paigutuse. Nad oleksid nähtamatud, kuid ka need oleksid pimedad.

Lisateavet nähtamatute varjualuste ja nendega seotud teemade kohta leiate järgmisel lehel olevatest linkidest.

Seotud artiklid WordsSideKick.com

  • Kuidas nähtus varjul töötab
  • Kuidas kerge töötab
  • Kuidas täiustatud tegelikkus töötab
  • Kuidas pimedas asjad töötavad?
  • Kui kaugele ulatub ultraviolettkiirgus kehasse?
  • Kuidas musta valgust töötab?
  • Kuidas esimene rida töötab?
  • Kuidas 3-D prille tööd

Veel Great Links

  • Professor David R. Smithi kodulehekülg


Video Täiendada: Our Miss Brooks: Head of the Board / Faculty Cheer Leader / Taking the Rap for Mr. Boynton.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com