Невидимость - Invisibility

«Невидимый» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Невидимый (значения).
INVIS MIRROR.png

Невидимость состояние объекта, которое не может быть видел. Объект в этом состоянии называется невидимый (буквально «не видно»).

Этот термин часто используется в фантазия /научная фантастика, где объекты не видны волшебный или технологический означает; однако его эффекты также могут быть продемонстрированы в реальном мире, особенно в физика и перцептивная психология классы.

Поскольку объекты можно увидеть при свете в видимый спектр от источника, отражающегося от их поверхностей и попадающего на зрителя глаз наиболее естественной формой невидимости (реальной или вымышленной) является объект, который не отражает и не поглощает свет (то есть позволяет свету проходить сквозь него). Это известно как прозрачность, и встречается во многих природных материалах (хотя ни один природный материал не является 100% прозрачным).

Восприятие невидимости зависит от нескольких оптических и визуальных факторов.[1] Например, невидимость зависит от глаза наблюдателя и / или используемых инструментов. Таким образом, объект может быть классифицирован как «невидимый» для человека, животного, инструмента и т.д. восприятие было показано, что невидимость воспринимается циклично.[2]

Невидимость часто считается высшей формой камуфляж, так как не раскрывает зрителю никаких жизненно важные признаки, визуальный эффекты или любые частоты электромагнитный спектр обнаруживаемый человеческим глазом, вместо этого используя радио, инфракрасный или ультрафиолетовый длины волн.

В иллюзия оптики, невидимость - это частный случай эффекта иллюзии: иллюзия свободного пространства.

Практические усилия

Технологию можно использовать теоретически или практически для того, чтобы сделать объекты реального мира невидимыми:

  • Используя изображение в реальном времени, отображаемое на переносном дисплее, можно создать эффект прозрачности. Это известно как активный камуфляж.
  • Хотя стелс-технология объявлен невидимым для радар, все официально раскрытые приложения технологии могут только уменьшить размер и / или четкость сигнатуры, обнаруженной радаром.
  • В 2003 году чилийский ученый Гюнтер Ульманн постулирует первые математические уравнения для создания невидимых материалов.[3][нужен лучший источник ]
  • 2006: Совместная работа исследователей из Великобритании и США объявила о разработке настоящего плащ невидимости, хотя это только на первых этапах.[4]
  • В кинопроизводство люди, объекты или фон можно сделать невидимыми в камере с помощью процесса, известного как хроматический ключ.
  • Искусственно созданный мета материал это невидимо для микроволнового спектра.

Инженеры и ученые провели различного рода исследования, чтобы изучить возможность поиска способов создания реальной оптической невидимости (плащей) для объектов. Методы обычно основаны на применении теоретических приемов трансформационная оптика, которые привели к появлению нескольких теории маскировки.

В настоящее время практического маскирующего устройства не существует.[5][6] Теоретическая работа 2006 года предсказывает, что недостатки незначительны, и метаматериалы может сделать реальные «маскирующие устройства» практичными.[7][8] Предполагается, что этот метод будет применяться к радиоволны в течение пяти лет, и в конечном итоге возможно искажение видимого света. Теория, согласно которой на световые волны можно воздействовать так же, как на радиоволны, сейчас популярна среди ученых. Средство можно сравнить с камнем в реке, вокруг которой проходит вода, но немного ниже по течению не оставляет следов камня. Сравнивая световые волны с водой и каким-либо объектом, который «маскируется» под камень, цель состоит в том, чтобы световые волны проходили вокруг этого объекта, не оставляя видимых его аспектов, возможно, даже тени.[9] Это техника, изображенная на телевидении в 2000 году. Невидимый человек.

Две группы ученых работали отдельно над созданием двух «плащей-невидимок» изметаматериалы 'разработан в наноразмер уровень. Они впервые продемонстрировали возможность маскировки трехмерных (3-D) объектов искусственно созданными материалами, которые перенаправляют радар, свет или другие волны вокруг объекта. В одном из них используется сетка из металлических слоев для изменения направления света, в другом - крошечные серебряные проволочки. Сян Чжан из Калифорнийский университет, Беркли сказал: «В случае плащей-невидимок или щитов, материал должен будет полностью изгибать световые волны вокруг объекта, как река, текущая вокруг скалы. Наблюдатель, смотрящий на замаскированный объект, будет видеть свет из-за него, заставляя его казаться исчезнуть ".

Калифорнийский университет в Беркли Команда исследователя Джейсона Валентайна создала материал, который влияет на свет в области видимого спектра, в области, используемой в волоконной оптике: «Вместо того, чтобы рыба выглядела немного впереди того места, где она находится в воде, она на самом деле казалась бы над водой. поверхность. Это как-то странно. Для того чтобы метаматериал создавал отрицательное преломление, он должен иметь структурный массив меньше, чем длина волны используемого электромагнитного излучения ». Команда Валентина создала свой« сетчатый »материал, наложив серебряные и металлические диэлектрические слои друг на друга, а затем пробив отверстия. Другая команда использовала оксидный шаблон и вырастила серебряные нанопровода внутри пористого оксида алюминия на крошечных расстояниях друг от друга, меньших, чем длина волны видимого света. Этот материал преломляет видимый свет.

В Имперский колледж Лондон исследовательская группа достигла результатов с микроволны. Макет плаща-невидимки в виде медного цилиндра был создан в мае 2008 года физиком профессором Сэром. Джон Пендри. Ученые, работающие с ним на Университет Дьюка в США воплотили идею в жизнь.[10][11]

Пендри, который теоретизировал плащ-невидимку «как шутку», чтобы проиллюстрировать потенциал метаматериалов, сказал в интервью в августе 2011 года, что грандиозные театральные воплощения его идеи, вероятно, преувеличены: «Я думаю, что почти наверняка любой плащ, который Гарри Поттер Вы могли бы придумать какую-нибудь теорию, но сама практичность создания этого была бы настолько невозможна. Но можете ли вы спрятать вещи от света? Да. Можете ли вы спрятать вещи, которые имеют несколько сантиметров в диаметре? Да. Действительно ли плащ гибкий и свободный? Нет. Будет ли он когда-нибудь? Нет. Так что вы можете делать довольно много вещей, но есть ограничения. Вокруг будут некоторые разочарованные дети, но может быть несколько человек в промышленность, которые очень благодарны за это ".[12]

В Турции в 2009 году Исследовательский центр нанотехнологий Университета Билкент объяснил и опубликовал в Новый журнал физики что им удалось сделать невидимость реальной на практике, используя нанотехнологии, делающие объект невидимым без теней и т. д. рядом с идеальной прозрачной сценой, производя нанотехнологический материал, который также можно производить как костюм, который может носить любой.

В 2019 г. Гиперштелс биотехнологии запатентовала технологию, лежащую в основе материала, изгибающего свет, чтобы люди и предметы были почти невидимы невооруженным глазом. Материал под названием Quantum Stealth в настоящее время все еще находится на стадии прототипирования, но был разработан генеральным директором компании Гаем Крамером в первую очередь для военных целей, чтобы скрыть агентов и оборудование, такие как танки и реактивные самолеты, в полевых условиях. В отличие от традиционных маскировочных материалов, которые ограничены определенными условиями, такими как леса или пустыни, по словам Крамера, этот «плащ-невидимка» работает в любой обстановке или сезоне, в любое время суток.[13]

В 2020 году было обнаружено физическое явление (связанное с электронным резонансом материалов, обработанных лазером), которое позволяет напрямую создавать невидимые структуры.[14] Используя новую технологию, исследователи из Университета Лаваля, Канада, создали невидимые фотонные схемы. Они обнаружили, что структура материала может быть изменена для использования, например, для частот, работающих с фотонными устройствами и датчиками, в то время как структурная модификация становится невидимой для частот, обнаруживаемых глазом. Точнее, они обнаружили, что изменение положительного показателя преломления (ПП), вызванное изменением электронного резонанса, может точно компенсировать отрицательное изменение ПП, вызванное структурным расширением (оба вызванные модификацией, индуцированной лазером), что приводит к нулевому изменению ПП для определенные цвета, обеспечивающие невидимость.[15]

Психологические

Человека можно описать как невидимого, если другие отказываются его видеть или обычно не замечают. Этот термин был использован в названии книги. Человек невидимка, от Ральф Эллисон, в отношении главного героя, вероятно созданного по образцу автора, игнорируемого из-за его статуса афроамериканец. Это подтверждается цитатой из Пролога: «Я невидим, понимаю, просто потому, что люди отказываются меня видеть». (Пролог 1)[16]

Вымышленное использование

Основная статья: Невидимость в художественной литературе
Альберих надевает Tarnhelm и исчезает; иллюстрация Артур Рэкхэм к Рихард Вагнер с Das Rheingold

В художественной литературе людей или предметы можно сделать полностью невидимыми несколькими способами:

  • Магические предметы, такие как кольца, плащи и амулеты можно носить, чтобы предоставить владельцу постоянную невидимость (или временную невидимость, пока объект не будет снят).
  • Волшебный зелья можно использовать для предоставления временной или постоянной невидимости.
  • Магические заклинания можно накладывать на людей или предметы, обычно делая их временно невидимыми.
  • Некоторые мифические существа могут становиться невидимыми по желанию, например, в некоторых сказках, в которых лепреконы или Китайские драконы могут уменьшаться настолько, что люди не могут их видеть.
  • В научной фантастике идея "маскировочное устройство ".

В некоторых произведениях сила магии создает эффективное средство невидимости, отвлекая всех, кто может заметить персонажа. Но поскольку персонаж на самом деле не является невидимым, эффект может быть искажен зеркалами или другими отражающими поверхностями.

куда волшебный невидимость, может возникнуть вопрос о том, одежда которые носят невидимые существа и любые предметы, которые они носят, также становятся невидимыми. В целом они также считаются невидимыми, но в некоторых случаях одежда остается видимой и ее необходимо снять для полного эффекта невидимости.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Морено, Иван; Jauregui-Sánchez, Y .; Авенданьо-Алехо, Максимино (2014). «Оценка невидимости: подход визуального восприятия» (PDF). Журнал Оптического общества Америки A. 31 (10): 2244–2248. Bibcode:2014JOSAA..31.2244M. Дои:10.1364 / josaa.31.002244. PMID  25401251. Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-08-08. Получено 2016-01-24.
  2. ^ Craig, Eugene A .; Лихтенштейн, М. (1953). "Циклы видимости-невидимости как функция ориентации стимула". Американский журнал психологии. 66 (4): 554–563. Дои:10.2307/1418951. JSTOR  1418951. PMID  13124563.
  3. ^ Алонсо, Н. (21 марта 2013 г.). "Un genio невидимый" [Невидимый гений]. Что произошло (на испанском).
  4. ^ «Плащ-невидимка: факт или вымысел?». Новости NBC.
  5. ^ Нахман, Адриан И. (ноябрь 1988 г.). «Реконструкции по граничным измерениям». Анналы математики. 128 (3): 531–576. Дои:10.2307/1971435. JSTOR  1971435.
  6. ^ Вольф, Эмиль; Тарек Хабаши (май 1993 г.). «Невидимые тела и единственность обратной задачи рассеяния». Журнал современной оптики. 40 (5): 785–792. Bibcode:1993JMOp ... 40..785 Вт. Дои:10.1080/09500349314550821.
  7. ^ Pendry, J. B .; Д. Шуриг; Д. Р. Смит (июнь 2006 г.). «Управление электромагнитными полями». Наука. 312 (5781): 1780–1782. Bibcode:2006Научный ... 312.1780P. Дои:10.1126 / science.1125907. PMID  16728597. S2CID  7967675.
  8. ^ Леонхардт, Ульф (июнь 2006 г.). «Оптическое конформное отображение». Наука. 312 (5781): 1777–1780. Bibcode:2006Научный ... 312.1777Л. Дои:10.1126 / science.1126493. PMID  16728596. S2CID  8334444.
  9. ^ Чо, Адриан (26 мая 2006 г.). «Высокотехнологичные материалы могут сделать объекты невидимыми». Наука. п. 1120. Получено 2006-08-01.
  10. ^ «Ученые превращают вымысел в реальность, чтобы сделать объекты невидимыми»"". themoneytimes.com. Архивировано из оригинал на 2008-08-16.
  11. ^ «Секреты невидимости открыты». mirror.co.uk.
  12. ^ Джон Пендри (18 октября 2011 г.). "Видео: Рождение и перспективы метаматериалов". SPIE. Дои:10.1117/2.3201110.02.
  13. ^ "Плащ-невидимка" Hyperstealth Biotechnology "может скрывать людей и здания". Dezeen. 2019-11-07. Получено 2019-11-16.
  14. ^ Лапойнт, Джером; Берубе, Жан-Филипп; Ледеми, Янник; Дюпон, Альбер; Фортин, Винсент; Мессаддек, Юнес; Валле, Реаль (2020). «Нелинейное увеличение, невидимость и инверсия знака локализованного изменения показателя преломления, вызванного fs-лазером, в кристаллах и стеклах». Свет: наука и приложения. 9 (1): 64. Bibcode:2020LSA ..... 9 ... 64L. Дои:10.1038 / с41377-020-0298-8. PMID  32351688. S2CID  216642364. Получено 2020-07-20.
  15. ^ https://phys.org/news/2020-05-invisibility-concept-miniaturization-photonic-circuits.html
  16. ^ Эллисон, Ральф (1947). Человек невидимка. Нью-Йорк: Современная библиотека / Random House. ISBN  9780679601395.

внешние ссылки