中国科学院院士现场展示的“隐身术”是什么科学原理

2024-03-04 13:12:54
科学大众(中学) 2024年2期
关键词:隐身术小熊猫水珠

在一场科学活动中,中国科学院院士褚君浩介绍了“多种光学隐身方法的效果测试”,还现场展示了利用特殊材料实现的“隐身术”。褚君浩院士请工作人员手持一块面板,起初透过面板还可看到他的下半身,但是将这块材料旋转90°后,他的下半身“消失”了,居然能够清楚地看到他身后的舞台场景。这到底是怎么回事?

其实,褚君浩院士实现下半身“隐身”的原理是柱镜光栅。该材料很特殊,由一排排微小的圆柱状凸透镜排列组成,每一根柱状凸透镜都会把背后的物体压缩成一个细条,透镜数量足够多时,就会把物体分解成无数个相同的细条,让人仿佛看不见了,从而在视觉上达到“隐身”效果。

实验中,工作人员将薄膜板旋转90°,就是为了使柱镜与褚君浩院士的腿平行。而之所以能看到舞台背景,主要是因为背景里的横条纹。这些横条纹在成像后依然是完整的条纹,因此较为醒目。也正是这些横条纹足以吸引注意力,才使得隐身效果更为突出。

海洋在刚形成的时候,陆地上的土壤和岩石中都含有大量的盐分。并且地球上还常常有火山喷发、地震、地壳运动,这些活动会释放出大量的岩浆和岩石中的矿物质,它们进入海水中,增加了海水的盐度。

陆地上的水流入海洋时,也会携带着各种盐类和矿物质,如氯化钠、硫酸镁等,这些物质会溶解在海水中,使海水变得有咸味。海水受太阳照射时,会蒸发得很厉害,但盐仍然留在海水中。

由于这些因素的共同作用,海水变得越来越咸。如今,海水的平均盐度为35‰,也就是每千克海水中的含盐量为35克。

冬虫夏草也叫“虫草”,是一种名贵的中药材。其实,它既不是虫,也不是草,而是一种真菌和昆虫的结合体。每年的秋末冬初,一些昆虫的幼虫还在土里潜伏过冬时,有些真菌便沾在幼虫身上,在虫体里萌发菌丝,汲取幼虫的营养。当把幼虫吃光只剩下空壳时,大量的菌丝便塞满虫体,形成菌核。次年夏天,菌核从虫壳的头上长出,好似一棵小草,“冬虫夏草”也由此而得名。

大熊猫和小熊猫的名字虽然很像,但是它们是两种不同的动物,在外貌、习性和生活环境等方面有一些明显的区别。

大熊猫是体形较大的动物,体长可达1.2~1.8米,体重可达80~120千克。它们有黑白相间的毛色,黑色主要分布在眼周、耳朵、四肢和肩部,其余部分为白色。小熊猫则是体形较小的动物,体长50~65厘米,体重3~6千克。它们的毛色呈红褐色,背部有黑色的斑点,尾巴长,可以卷曲。

大熊猫主要分布在中国四川、陕西、甘肃等地的山区,而小熊猫则分布在亚洲的喜马拉雅山脉和中国南部的山地地区。

大熊猫以竹子为主要食物,占其饮食的99%以上。它们的消化系统适应了这种以纤维素为主的植物性食物。小熊猫则以竹子、树叶、果实、昆虫等为食,也会捕食小型哺乳动物和鸟类。

大熊猫是独居动物,它们通常独自生活,在繁殖季节以外的时间里会避免与其他大熊猫接触。小熊猫则是较喜欢社交的动物,它们通常以小群体的形式生活,有时也会与其他小熊猫共用同一领地。

元宇宙无疑是目前科技领域最火爆的概念之一。元宇宙(metaverse)一词来自尼尔·斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》。其前缀“meta”表示超越,词根“verse”代表宇宙(universe),“超越宇宙”即指平行于现实世界运行的人造虚拟空间。回归概念本质,可以认为元宇宙是在传统网络空间基础上,伴随多种数字技术成熟度的提升,构建形成的既映射现实世界又独立于现实世界的虚拟世界。同时,元宇宙并非一个简单的虚拟空间,而是把网络、硬件终端和用户囊括进一个永续的、广覆盖的虚拟现实系统之中,系统中既有现实世界的数字化复制物,也有虚拟世界的创造物。

元宇宙对应生活中的各种应用场景,包括教育、办公、科研、电子商务、医学、艺术品交易、文旅、数字经济、心理服务。“超真实”正在转变为我们普遍的生存模式,这也意味着,元宇宙会打破既定的行业格局,带来未知的颠覆。虽然前景诱人,但是多数专业人士认为,当前元宇宙产业在整体上还处于早期阶段,从算力条件、网络技术、扩展现实等现状来看,产业还需要10~20年的发展时间。

我国的干支纪年法,传说出现于夏。这个传说是否正确,无史可证,但是它出现的时间最迟也不会晚于商,因为甲骨文中已有记载。“干支”是天干和地支的合称,分为十天干和十二地支。用12种动物分别与十二地支相配,就是我们熟知的“十二生肖年”。

从生物进化史来看,猫的历史比人类要长,但是在汉以前,我国只有野猫,也就是山猫。我国现在的家猫,据考古学家研究,来源于印度的沙漠猫。印度猫进入中国大约在汉明帝后,当时因为以佛教为媒介,中印交往才频繁起来。这离干支纪年法的出现,已是相去千年了。

在回答這个问题之前,我们先来看看为什么水是透明的而浪花不是透明的。

透明就是指能透过光线。水之所以是无色透明的,是因为水在不深的情况下,各种颜色的光都能透过。浪花主要是由泡沫和一些小水珠组成,这些小水珠就像一面面小棱镜,当光线照在水珠上时,会在它们的表面发生反射和折射。折射到水珠内的光线,射出时又会碰到周围水珠的表面,又将发生反射和折射。最终,光线经过多次折射和反射后,从各个不同的方向反射出来。又因水珠的表面对各种颜色的光的反射机会几乎是均等的,不是选择反射,所以在日光下,浪花呈白色。

而构成雪片的小冰晶,结构也很复杂,有许多反射面,能使光线充分地反射和折射,所以雪花也会呈现洁白的颜色。

墨不容易褪色,主要有以下几点原因:

墨的成分:传统的墨水主要由水、炭黑、胶质等成分组成,其中炭黑是一种稳定的颜料,具有很强的抗光、抗氧化和耐久性,不容易褪色。

墨的制作工艺:制作墨的过程中,需要将炭黑与胶质充分混合,使其成为均匀的墨汁。墨汁中的胶质能够包裹炭黑颗粒,形成一层保护膜,防止颜料暴露在外界的光线和空气中,减缓了褪色的速度。

墨的储存方式:正确地储存墨,也能够延缓其褪色。墨应存放在阴凉、干燥、避光的地方,防止因光线的影响加速氧化。

需要注意的是,虽然墨不容易褪色,但是长时间暴露在阳光下或者经过长期使用,墨的颜色仍然会有所改变。因此,如果需要保持墨的原色,应尽量避免暴露在强光下,并定期更换新墨。

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