超材料施「魔法」 學哈利波特隱形

文章日期:2019年06月14日

【明報專訊】不少科幻片、動作片、恐怖片,為了營造氣氛和增加視覺效果,均會炮製一些違反物理定律的情節。例如在電影《哈利波特》中,主角只要披上隱形斗篷,便能在別人看不見的情况下,於霍格華茲城堡裏走動,令人嘖嘖稱奇。

然而,隨着「超材料」的出現,這件電影魔法世界的產物,或許不久將來在現實世界中出現。

■今期專家

˙李贊恒博士(科大物理學系副教授)

˙蔡定邦博士(科大物理學系副研究員)

「將人或物件隱形,在物理上是可行的,近10年,世界各地許多科學家應用超材料來研究隱形技術。」科大物理學系副研究員蔡定邦說。

改變光波折射 混淆物體大小位置

超材料英文稱作Metamaterial,Meta在拉丁文中,有超出常規的意思。什麼是超材料?超材料的物料其實只是由一般物料組成,比如金屬或塑膠,重點在於內部的結構設計。一般材料由原子結構組成,由於化學成分以至原子的排列已經固定,因而不能隨意改變其材料性質,但超材料可以因應內部的結構設計而跳出這個框框。

科大物理學系副教授李贊恒解釋,「科學家透過設計獨特的微結構,來改變光波、聲波,以至水波及彈性波的折射率,從而控制其傳播方向來實現特定的用途,比如令物體隱形、製造錯覺,使人混淆物體的大小和位置,也可以用超材料實現高效吸音、改進天線接收率等等。」

穿後眼前漆黑 看不見任何東西

人能隱形,聽上去像天方夜譚,到底是什麼原理?蔡定邦解釋,「試幻想,假如你穿上一件超材料外衣,光依照超材料的結構走,從身軀後方繞到前方,因此別人只看到你身軀後的影像而看不見你,就像隱形了一樣。不過,在現實中,當你隱形時,別人看不見你,其實你亦看不見別人,因為穿戴隱形裝置後,光線不能進入你的眼睛,前方是一片漆黑。」隱形衣的原理並非讓物體隱形,而是將光線繞過特定物件,使肉眼看不到而已。

文:李佩雯

編輯:梁小玲

電郵:feature@mingpao.com

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