Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Оптика иллюзий - это электромагнитная теория, которая может изменить внешний вид объекта так, чтобы он был в точности похож на внешний вид другого виртуального объекта, то есть иллюзию , например, превращая внешний вид яблока в внешний вид банана. Невидимость - частный случай оптики иллюзий, которая превращает объекты в иллюзии свободного пространства. Концепция и численное доказательство оптики иллюзий были предложены в 2009 году на основе трансформационной оптики в области метаматериалов . [1] Это научное опровержение идиомы «Видеть - значит верить». [2]

Оптика иллюзий доказывает, что оптические отклики или свойства пространства, содержащего любые объекты, могут быть изменены так, чтобы они были точно такими же, как у виртуального пространства, но содержащего произвольные виртуальные объекты (иллюзии), с помощью устройства пассивной оптики иллюзий, состоящего из материалов или метаматериалов с определенными параметрами и форма. Например, было численно показано, что диэлектрическая ложка демонстрирует рассеивающие свойства металлической чашки с использованием устройства иллюзионной оптики в оригинальной статье. [1] Такие эффекты иллюзии не зависят от направления и формы падающих волн. Однако из-за ограничения дисперсии определенных параметров материала функциональность иллюзионного оптического устройства работает только в узком диапазоне частот.

Разница с оптическими иллюзиями [ править ]

В отличие от оптических иллюзий, которые используют неверную интерпретацию человеческого мозга для создания иллюзорного восприятия, отличного от физического измерения, иллюзионная оптика изменяет оптический отклик или свойства объектов. Иллюзионные оптические устройства вносят эти изменения в реальность. Хотя обе эти термины дело с иллюзиями , Illusion оптика дело с преломлением и отражением от света , в то время как в то время как оптические иллюзии , в основном против уловок.

История [ править ]

Оптика иллюзий была зарегистрирована в 1968 году, когда советский физик Виктор Веселаго обнаружил, что он может заставлять объекты появляться в разных областях за счет отрицательно преломляющей плоской пластины. [2] Когда свет преломляется отрицательно, свет направляется в направлении, в котором он вошел, и отклоняется от линии преломления. Нормальное преломление возникает, когда свет проходит через линию преломления. Веселаго использовал эту теорию, чтобы превратить пластину в линзу, которую он зафиксировал в своих экспериментах. Он обнаружил, что в отличие от обычных линз, разрешение объектов не зависит от пределов длин волн, проходящих через линзу. В последние годы работы Веселаго стали более заметными благодаря развитию метаматериалов, которые представляют собой материалы, которые обладают особыми внутренними физическими свойствами и обладают способностью отрицательно преломлять свет.

Устройства [ править ]

Иллюзионное устройство - это то, как работает иллюзионная оптика - без устройства невозможно определить, как свет преломляется и отклоняется. На основе исследования круглых объектов с иллюзорными оптическими свойствами (то есть с отрицательными показателями преломления ) есть три основных элемента иллюзионного устройства: плащ-невидимка, реальный объект и иллюзорный объект. [3]Плащ-невидимка - это среда, на которой преломляются световые волны. Плащ-невидимка позволяет не обнаруживать объект, пока он находится в зоне действия плаща. Другими словами, зритель не видит реального объекта. В оптике иллюзий устройства не ограничиваются только плащами-невидимками. Например, в экспериментах Веселаго линза использовалась, чтобы увести глаза от реального объекта и направить их на объект-иллюзию. Настоящий объект относится к любому объекту, от которого преломляется. В этом случае, когда реальный объект находится под плащом-невидимкой, световые волны направляются вокруг него, так что зритель видит только сквозь плащ. В экспериментах Веселаго реальный объект преломляется, поэтому зритель видит его в зеркальном отражении.Объект-иллюзия - это то, как световые волны объединяются и создают то, что зритель считает «нормальным». Плащ-невидимка преломляет отраженный фоновый свет вокруг объекта и направляет его на зрителя. Зритель воспринимает только фон. В экспериментах Веселаго объект-иллюзия отображается, но является только изображением, а не реальным объектом.

Метаматериалы [ править ]

Искусственные метаматериалы важны для создания иллюзионных оптических устройств. Свойства этих материалов позволяют им отрицательно изгибать световые волны , чтобы иметь отрицательную диэлектрическую проницаемость и отрицательную проницаемость. [4] Есть две части метаматериалов, которые обладают разными свойствами: дополнительная среда и восстанавливающая среда. Дополнительная среда - это иллюзорная среда, используемая для рассеивания длин волн от объекта, который преломляется. Восстанавливающая среда фокусирует волны и направляет вместе рассеянные волны.Трансформационная оптикаважен для создания метаматериалов. Межмолекулярная геометрия, используемая в этой области, имеет решающее значение для создания свойств материала.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Lai, Y .; Ng, J .; Чен, HY; Хан, ДЗ; Сяо, JJ; Чжан, ZQ; Чан, Коннектикут (2009). «Иллюзионная оптика: оптическое преобразование одного объекта в другой». Письма физического обзора 102 (25): 253902. arXiv : 0905.1484 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.102.253902 .
  2. ^ a b Пендри, Дж. (2009). «Оптика: весь дым и метаматериалы». Природа 460: 579. DOI : 10.1038 / 460579a .
  3. ^ Кожокару, E. (2010). Иллюзионные устройства с внутренними или внешними круглыми объектами, разработанные методом преобразования координат. Журнал электромагнитных волн и приложений, 24 (16), 2309-2317. DOI : 10,1163 / 156939310793699091
  4. ^ Вэй Сян, Дж, Хуэй Фэн, М., Цян, С., & Наконечник июня, С. (2010). Среда иллюзий: создание виртуальных объектов с использованием реализуемых метаматериалов. Письма по прикладной физике, 96 (12), 121910. doi : 10.1063 / 1.3371716