# 광학을 바꾸는 무한한 매력
광학을 변환하는 기본 원리는 맥스웰 방정식의 공간 불변성에 기반을 두고 있다. 간단히 말해서, 우리의 물리적 공간을 바꾸고 전자파의 공간을 그대로 유지한다.
예를 들어, 은신복은 전자파의 관점에서 볼 때, 그것이 있는 공간은 변하지 않았기 때문에, 변환 전후의 차이를 느끼지 못하기 때문에 은신복에 물체가 있는지 분간할 수 없다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 하지만 우리의 공간으로는 개조 전후의 공간이 완전히 다르다. 개조된 공간에는' 구멍' 이 있는데, 이 구멍은 물체를 숨길 수 있다.
수학적으로, 변환 전후, 은신복 밖의 맥스웰 방정식은 모두 같은 해석을 가지고 있다. 고유성 정리가 등방성 미디어의 상황을 설명하기 때문에 고유성 정리를 위반하지 않습니다. 은신복의 성분은 마침 비등방성 매체이다.
은신복은 광학을 바꾸는 가장 재미있는 것으로 여겨져야 한다. 처음으로 은신복의 가능성을 수학적으로 증명했다. 물론 다른 응용도 있습니다.
스텔스 망토
전자기파는 물체가 존재하지 않는 것처럼 하나의 물체를 우회합니다.
전자파 집중 장치
반지름이 C 인 원 안의 전자파는 모두 반지름이 A 인 원 안에 집중되어 있어 외부의 전자파가 영향을 받지 않는다는 점에 유의해야 한다.
전자파타기
반지름이 a 인 원의 자기장은 90 회전합니다. 외부의 전자파가 영향을 받지 않도록 주의해라.
슈퍼 패턴화
별을' 베이글' 로 덮어서 몇 배 크게 보이게 합니다. 360 에는 사각 확대가 없고 돋보기와는 다르다는 점에 유의하세요.
스텔스 파도
굽은 파도
광학 블랙홀
이름에서 알 수 있듯이, 모든 빛은 이 장치를 만나면 돌아간다.
광학 블랙홀은 실제로 전자기 재료를 이용하여 전자파를 제어하는 경로로 빛이 블랙홀에 떨어질 때의 경로 변화를 시뮬레이션합니다. 이 관점에서 보면 여전히 재미있다.
다른 많은 응용들이 있는데, 일일이 열거하지 않는다. 전자파는 광학을 변화시켜 자유롭게 조작할 수 있는데, 이는 사람들의 이전의 생각과는 다르다.
# 전자파는 매우 작은 도파관 터널을 통과합니다.
예를 들어 전자파가 작은 통로를 통과할 때 대부분의 에너지가 반사된다. 그러나, 이 좁은 통로를 제로 유전 상수의 매체로 채운 후, 모든 전자파는 실제로 터널링되었다. 여기에는 굴절률이 0 인 재질이 포함되며, 전자파는 좁은 파도 속에서 전파되며, 상 속도는 무한하다.
# 슈퍼 렌즈
광학 현미경은 회절 한계가 있는 것으로 알려져 있는데, 파장의 약 절반이다.
그러나, 슈퍼 렌즈는 회절 한계를 돌파하여 파장이 절반보다 작은 물체를 분별할 수 있다.
물리적으로 광학 현미경은 전파만 수집하므로, 일부 정보가 손실되는데, 이 정보는 덧없는 파동에 포함되어 있다. (윌리엄 셰익스피어, 광학 현미경, 광학 현미경, 광학 현미경, 광학 현미경, 광학 현미경, 광학 현미경, 광학 현미경)
전파파라고 하는 것은 전파할 수 있는 파동이고, 망사파는 전파할 수 없는 파동이며, 그 파동은 전파 방향에서 지수 감쇠를 나타낸다. 슈퍼 렌즈는 죽은 파동을 전파파로 바꿔서 우리가 죽은 파동의 정보를 얻을 수 있게 해준다. (윌리엄 셰익스피어, 윈프리, 희망명언)
# 음의 굴절 인덱스 재질
음의 굴절률 재료는 지난 세기에 존재하지 않는 것으로 여겨졌는데, 지금은 모두 있다. 일반적으로 하이퍼재질을 사용하여 음의 굴절을 구현하지만 광자 결정도 가능합니다.
음의 굴절률 물질은 역체렌코프 복사와 같은 많은 반직관적인 성질을 가지고 있다.
체렌코프 방사선이란 무엇입니까?
체렌코프 복사는 일반적으로 물체의 속도가 매체에서의 파동의 전파 속도보다 크다는 것을 가리킨다. 이곳의 파동은 전자기파, 음파, 파도 등이 될 수 있다.
그래서 모터보트가 수면에서 활주하는 수선은 체렌코프 복사입니다. 비행기의 초음속 비행으로 인한 음폭도 체렌코프의 방사선 때문이다.
전자파에서:
굴절률이 2 인 매체의 경우 전자파의 한계 속도는 0.5c(c 는 진공에서 전자파의 속도) 입니다. 고 에너지 입자를 0.6c 의 속도로 이 매체에 주입하면 소위 체렌코프 방사선이 생성됩니다. 그래서 이렇게 해야 합니다.
여기서 에너지 전파의 방향은 파동이 전파되는 방향과 같다는 점에 유의해야 한다.
이 재료 대신 음의 굴절 인덱스 재료를 사용하면 놀라운 일이 발생할 수 있습니다.
에너지 전파의 방향은 파동이 전파되는 방향과 정반대라는 것을 알 수 있다.
역도플러 효과도 있습니다. 즉, 전자파원이 당신에게서 멀리 떨어져 있을 때, 그 주파수가 증가하고 있다는 것을 알 수 있습니다.
음의 굴절 인덱스 재질을 사용하면 완벽한 렌즈를 만들 수 있고 전자파가 가지고 있는 정보는 모두 복구할 수 있으며, 회절의 한계 문제, 즉 초렌즈는 없다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 굴절명언)
# 광결정
광자 결정체는 고체 물리학의 결정체를 시뮬레이션하여 얻은 것이다. 이것은 정말 신기하다. 크리스탈과 같은 금대가 있습니다.
먼저, 광자 결정체가 어떻게 실현되는지 봅시다. 이것은 다음과 같습니다.
파란색은 유전 상수가 8 인 재료와 같은 일반적인 매체이고 나머지는 공기입니다.
이론적으로 이 재료는 전자파의 전파를 완전히 막을 수는 없지만, 이 주기적인 구조에 배열한다면, 특정 주파수의 전자파 전파를 금지할 수 있다. 그래서 전자파를 묶고 도파관을 만드는 데 사용할 수 있습니다.
어떤 사람이 이 물건이 무슨 용도로 쓰이는지 물었고, 파도는 금속이 될 수 있다. 그러나 광 채널에서 금속은 더 이상 금속이 아니며 일반 매체가 됩니다. 따라서 광결정은 광학 장치가 될 가능성이 있다. 3 차원으로 만들 수도 있고, 광섬유와 같은 것이 될 수도 있습니다. 광섬유와는 다르다는 점에 유의하세요. 광결정은 서브 파장 스케일에서 광파를 조절한다.
# 표면파
사실, 제가 표면파를 처음 접했을 때, 저는 직관에 어긋난다고 느꼈습니다. 우리의 인상에서 전자파는 모두 금속파도 혹은 광섬유 안에 있기 때문에, 즉 수도관처럼, 물은 벽을 통해 수도관 안으로 제한해야 한다.
그러나 실제로 전자파는 물체 표면이나 물체와 진공의 인터페이스에 존재할 수 있다. 사실 자연계에는 파동과 같은 많은 표면파가 있는데, 이는 바로 표면파의 일종이다. 이 파동은 물과 공기 사이에 존재한다.
전자파의 경우, 이상한 표면파는 표면 플라즈마의 격원이다. 이런 표면파는 일반적으로 비교적 높은 주파수 대역에 존재한다. 이 주파수대는 특정 금속 (예: 금, 은) 에 있는 전자의 공명 주파수에 가깝기 때문에 빛과 전자가 직접 에너지를 교환하여 매우 이상한 패턴을 형성할 수 있다. 맥스웰 매개변수에 따르면, 이 시점에서 금속의 유전 상수는 음수이다.
이 물건은 매우 재미있다. 도파관이나 다른 광학 장치로 만들 수 있습니다. 미래의 광 회로에서 사용할 수 있습니다.
물론, 마이크로파 주파수 대역과 같은 낮은 주파수 대역에서도 가능합니다. 자연계에는 마이크로웨이브 세그먼트 유전 상수가 음수인 재료는 없지만 수동으로 제조할 수 있다. 이렇게 만들 수 있습니다.
이 물건은 전선과 같다 ... 전자파가 이' 선' 을 따라 걸어가는 것이 신기하지 않습니까?
# 토폴로지 광학
토폴로지 절연체, 이것은 최근의 불이며, 영향력은 그라핀과 견줄 만하다. 물론, 이 것은 응축 물리학에서 처음 나타났으며, 최근 1 ~ 2 년 동안 전자파로 확장되었습니다. 놀랍게도, 전자파는 그 표면에서만 전파될 수 있고, 이런 재료에서는 전파될 수 없다. 그리고 표면에 전파될 때, 그 패턴은 토폴로지에 의해 보호된다. 간단히 말해서, 패턴은 특정 방향으로만 전파될 수 있으며, 약간의 장애물이 있더라도 우회할 수 있습니다.
그래서 분명히, 그것은 파도에 매우 적합합니다. 전자파가 밖에서 방향을 바꾸어 발생하는 반사에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 이전 차도처럼 어떤 차는 앞으로 가고, 어떤 차는 뒤로 운전하면 교통 체증이 생기기 쉽다. 이제 일방통행 도로, 즉 고속도로 (앞으로 두 개의 일방통행 도로로 구성됨) 를 건설하면 혼잡이 줄어든다.
먼저 위 그림 ℸ
# 슬로우 라이트
이름에서 알 수 있듯이 빛을 천천히 걷게 하다. 한 가지 원리는 전자기 유도가 투명하다는 것이다. 이것은 실제로 양자 물리학에서 도입 된 개념입니다. 우리는 다양한 구조나 재료에서 2 레벨 시스템, 즉 두 가지 다른 패턴을 만들 수 있다. 이 2 급 시스템에서는 서로 다른 에너지 수준이나 패턴이 상호 작용하여 어떤 경우에는 전자기 감지가 투명합니다.
이런 현상은 초재료를 통해 실현될 수 있다. 어두운 원소가 어떤 주파수점에서 공진하고 공진의 품질 계수가 높다. 다른 하나는 밝은 원소가 같은 주파수점에서 공진하고 공진의 품질 계수가 비교적 작다는 것이다. 그런 다음 양자가 겹치면 전자파를 전송할 수 있다. 그림을 하나 올리다:
(c) 는 (a) 와 (b) 의 상호 작용의 결과이다. 우리는 C 에서 전자파가 전파되는 것을 관찰할 수 있다.
사실, 이 점에 초점을 맞추지 않습니다. 전자기파의 그룹 속도는 매우 작을 것입니다. 즉, 빛이 거기에서 멈출 것입니다. 물론, 이것은 실제로 응축 물리에서 비롯된다. 정말 흥미로운 것은 내가 잘 아는 분야에 없을 수도 있다. 작년에 과학자들은 빛 1 분을 멈출 수 있었다.
# 카시미르 힘과 자발적 방사선
진공은 빈 (제로 에너지) 이 아니라 각종 광자가 생성되고 인멸된다. 총장은 0 이지만, 그들의 교란은 0 이 아니다.
위의 모델을 고려하십시오. 금속판 두 개가 있는데 중간에 약간의 틈이 있다. 전자파는 금속판 사이에 특정 패턴을 가지고 있고, 두 판의 작용으로 인해 판과 판 사이에 특정 저주파 모드가 존재할 수 없기 때문에, 즉 일부 광자의 파동은 한계가 있기 때문이다. 이로 인해 판 밖의 힘이 판 안의 힘보다 커져 카시미르력이 생겨났다.
게다가, 반 데르발스력은 실제로 카시미르의 일종이다. 그래서 반 데르 발스 힘도 위의 물리학으로 설명 할 수 있습니다.
게다가, 진공중의 교란도 자발적인 방사선의 근본 원인이다. 바로 진공중의 교란으로 원자에 있는 전자의 에너지 수준이 변경되어 광자를 방출하는 것이다.
현재 과학자들은 일반적으로 반직관적인 것을 연구하고 있다. 반직관일수록 더 가치가 있다. 매번 중대한 돌파구가 사람들의 세계관을 새롭게 하고 있다.
출처: 글로벌 물리학, 슈퍼 수학 모델링