Оптические иллюзии

Как стать невидимым

Сказочный ковёр-самолёт превратился в реальный авиалайнер. Волшебное зеркальце в телевизор. Похоже, настало время шапки-невидимки

 

В американском ФИЛЬМЕ «Невидимка» ученый становится абосолютно прозрачным, введя себе в кровь специальный препарат. С научной точки зрения невидимкой таким способом невозможно.
В книге «Государство» древнегреческого философа Платона бедный, но честный пастух по имени ГИГ находит в пещере волшебное кольцо-невидимку и превращается в жестокого деспота.

Кто из нас хоть на минуту не мечтал стать невидимым. Хотя и понимал, что добром это, как правило не заканчивается. «Прелесть» из «Властелина колец», делавшая своего владельца невидимым, одновременно.служила главным
носителем зла. А студент-медик из знаменитого романа Герберта Уэллса «Человек-невидимка», став прозрачным, совершил преступление и погиб от руки_ полицейского. Хотя имеются и положительные примеры.

Главная героиня поэмы Пушкина «Руслан и Людмила» с помощью шапки-невидимки» скрылась от злобного Черномора. А Гарри Поттер творил добро под прикрытием плаща-невидимки.
С волшебством всё ясно, а что говорит по поводу шапки-невидимки современная физика? Главная задача невидимости — сделать так, что-бы маскируемый объект не отражал и не поглощал свет.
Луч должен либо проходить сквозь него без малейшего искажения, либо обтекать, как вода в ручье обтекает камень. Иначе объект, пусть и невидимый, будет отбрасывать заметную тень.

Что касается первого варианта, сделать человека прозрачным нет никакой возможности. Вернее, возможностъ есть,но для того чтобы привести человеческое тело в стеклообразное состояние,
его надо нагреть, испарить, кристаллизовать, снова нагреть и резко охладить, превратив в нечто, напоминающее леденец от чупа-чупс.Думается, что уже в процессе нагревания любой расхочет становиться невидимым

А вот второй вариант — с обтеканием — вполне реален, В первую очередь благодаря российскому физику. Виктору Георгиевичу Веселаго, который ещё в 1967 году предсказал возможность существования метаматериалов.
То есть материалов с «левым» показателем преломления.Что это за материалы и как они служат невидимости? Известно, что свет распространяется, по прямой линии.
А для того чтобы он огибал маскирующиеся объекты, надо заставить его двигаться по дуге.

То есть, чтобы сделать человека невидимым, его надо завернуть в кокон из материала, который сам при соприкосновении с лучом света сможет поворачивать его на нужный человеку угол.
Причём в обе стороны и вправо, и влево.В обще-то любой прозрачный материал способен поворачивать лучи света. Это называется преломление.
Но поворачивает он их только вправо. Свет — это электромагнитная волна.
Как следует из названия она состоит из электрической и магнитной волн. Материал, сквозь который проходит такая волна, тормозит и магнитную, и электрическую составляющую.
Замедляясь, свет немного «меняет своё направление. .В алмазе.- чуть больше, в стекле -чуть меньше. Но всегда отклоняется .вправо и никогда влево.

Сделаться невидимым невозможно? Как бы не так! Американец Дэвид Смит, вдохновившись идеями Веселаго решил: если природа не создала материал, поворачивающий свет влево, надо получить его:искусственно. И в 2000 году
создал первый метаматериал, содержащий вкрапления из медных-проволочек и колечек. Проволочки противодействовали электрической составляющей волны, а колечки боролись с магнитной. Полученный материал тормозит
волну так сильно, что как бы выталкивает её наружу. Это и вызывает преломление луча в левую сторону.

Всё хорошо, если бы не одно «но». Колечки и проволочки получились очень большими: размером в несколько миллиметров. Такой материал может спрятать от радиоволны, но не от луча света. Дело в том, что световая и радиоволна
отличаются друг от друга только длиной. Радиоволна- это как бы шторм, длина его волн,- от нескольких сантиметров и больше. А свет — мелкая рябь, от 740 нанометров, для красного света, до 380 нанометров, для фиолетового (нанометр —
это одна миллионная миллиметра). Чтобы-спрятаться от световой волны, проволочки и колечки в метаматериале должны бьпъ размером чуть ли не с атом.

До недавнего времени проблема считалась неразрешимой. Но нанотехнологии развивались, люди научились двигать отдельные атомы — и появились «шапки-невидимки», способные работать в видимой части спектра. Правда, пока в
очень узком диапазоне — красном. То есть помидор можно сделать невидимым, а баклажан — пока нет.

Благодаря исследованиям метама-териалов человек смог не только спрятать видимое, но и увидеть то, чего раньше было не разглядеть. У микроскопа с«правой» оптикой есть предел: в нём не видны объекты, которые по размеру короче
световой волны, то есть нескольких сотен нанометров.А для «левой» оптики такого ограничения не существует. И потому мы можем увидеть молекулу ДНК, ширина которой всего два нанометра!

В военном деле говорить о невидимости пока рано, а о малозаметности — в самый раз. Уже существуют малозаметные корабли (например, КОРВЕТ «СТЕРЕГУЩИЙ» ВМФ России) и американский БОМБАРДИРОВЩИК Б-2,созданный по технологии «Стелс». Эту машину, больше похожую на дельтаплан, чем на самолёт, легко разглядеть невооружённым глазом. Зато на экране радара она неотличима от крупной птицы. То есть почти невидима в том волновом диапазоне, в котором работает аппаратура противника, следящая за небом. Как удалось этого добиться? За счёт специальных материалов и граней на поверхности самолёта, которые придают ему такую необычную форму. Грани отражают радиоволны не обратно к радару, а вверх и вниз узкими секторами.
Однако то, что делает самолёт невидимым, одновременно мешает ему летать. Из-за угловатости у Б-2 небольшая скорость, и он неповоротлив. К тому же стоит огромных денег — по два миллиарда долларов за штуку. Да и радар можно перенастроить на другую длину волны. Тогда «Стелс» будет виден как на ладони.