Nähtamatuks teeb meid … salasõnade teadmine? Paraku mitte. Aga vastus küsimusele mida peaks põhimõtteliselt tegema selleks, et nähtamatuks saada ei ole teab-mis keeruline. Tuleb lihtsalt valguskiired juhtida ümber isiku või eseme. Kuidas täpselt ning mis on asjade tänane seis?
Kõigepeal põhiline idee. Me mäletame kooli füüsikakursusest, et valguse käitumist kirjeldatakse joonistades valgusallikast lähtuvaid nn valguskiiri. Selles geomeetrilise optika lähendis tekib silma võrkkestale kujutis siis, kui igalt vaadeldava objekti punktilt lähtuvad valguskiired koonduvad meie silma võrkkestal jällegi üheks punktiks (vt joonis 1).
Joonis 1: Kuidas töötab inimese silm
| Joonis 2: Kuidas asjad nähtamatuks muutuvad. |
Vaadake joonist 2 ning proovige vastata küsimusele, mida näeb vaatleja, kui ta vaatab suunaga vasakult paremale punase valgusallika poole? Õige vastus on, et sedasama üksikut valgusallikat. Aga see suur sfääriline objekt silma ja valgusallika vahel? Aga silm ei saa kuidagi aru, kas valguskiir on vahepeal mõne käänu sisse teinud, kui tema lõpp-suund teekonna lõpus samasugune on, kui alguses.
Aga kuidas teha nii, et valguskiir teeks sellise käänaku sisse? Jah, see ongi see keeruline koht. Sest valguskiired ei muuda niisama heast peast oma suunda. Ning optiliselt hõredamast keskkonnast optiliselt tihedamasse keskkonda liikudes murduvad nad “teistpidi”.
Edasises arutluses peaksime eristama kahte olukorda. Ühel juhul asetseb vaatleja objektist nii kaugel, et nägemise stereoefekt ning võimalikud erinevated rakursid (painutad pead ühele ja teisel poole) ei mängi erilist rolli. Teisel juhul on objekt vaatlejale lähedal.
Kaugel asetseva objekti “nähtamatuks” tegemiseks on mitu võimalust:
- Me võime võime juhtida valguse objektist mööda valguskaablitega või
- võime objekti ette paigutada seda varjava ekraani, millele kuvatakse pilt, mis on vaatlejat poolt vaadates objekti taga. Mõlemal juhul peab vaatleja olema ühes kindlas punktis ning kui see ennast liigutab, siis peab muutuma ka ekraani asukoht ja pilt sellel … põhimõtteliselt on see nagu suure pildi taha varjumine.
Nii lähedaste kui ka kaugete objektide korral töötab variant, kus objekt on paigutatud eriliste omadustega materjalist katte sisse (sinine osa joonisel 2). Just see variant on hetkel “kuum teema” teadusajakirjanduses. Märksõnadeks on metamaterjalid ja negatiivne murdumisnäitaja.
| Joonis 3 |
Mis on metamaterjalid ning miks on negatiivne murdumisnäitaja eriline nähtus? Aga kõigi “normaalsete” materjalide murdumisnäitaja on positiivne.
Metamaterjalid ei olegi nagu materjalid, need on rohkem nagu aukudega juustud (vt joonis 3)
Spetsiaalne uudisvoog: Physical Review: Photonic crystal
Leave a Reply