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《中国科学家研发出“隐身衣”》阅读及答案

〖来源:www.246ent.com〗
〖时间:2016年11月05日〗〖

篇一:《中国科学家研发出“隐身衣”》阅读及答案

  中国科学家研发出“隐身衣”

  披上一件隐身斗篷,在视野中瞬间遁形,这是人类长期以来的梦想。日前,一只猫和一条金鱼比人类提前“享用”了一种隐身衣。

  浙江大学国际电磁科学院陈红胜教授团队与新加坡南洋理工大学等国际团队合作,使用玻璃制造出了能够在水中隐形的六边形柱状隐身器件和能够在空气中隐形的多边形隐身器件。两种隐身器件使金鱼和猫成功隐形。

  “我们在可见光中实验实现了物体的隐身,而且无需使用精密设计的纳米电磁材料,”陈红胜说,“这意味着隐身器件不仅能够隐藏像猫、鱼这样大的物体,生物还能和隐身器件一起活动,隐身效果并不会因此受到影响。”

  陈红胜介绍,目前应用的隐身技术,如隐形飞机,大部分是通过吸收电磁波,让反射回去的电磁波达到最小。但他认为,这种技术并不是通常理解的“隐身衣”,这种技术就相当于给物体穿了一件不反射光波的黑色的衣服一样,在黑暗的背景中不会被发现,但是在明亮的背景中反而更易被发现。

  人之所以能看到物体,是因为光射到物体上后,被物体阻挡并反射到人的眼睛。英国理论物理学家约翰·彭德里在2006年提出了利用坐标变换的方法设计隐身衣,使电磁波能够绕过被隐身的区域,按照原来的方向传播,从而可以使物体完全隐形,奠定了隐身衣研究的理论体系。但通过这种方法设计出的隐形器件理论上只能够在某一个电磁频率上实现完美的隐身效果,很难在较宽的频段实现。

  陈红胜说:“进入隐身衣的光线要绕过物体,所以走过的路径长;没有进入隐身衣的光线是一条直线,走过的路径短。完美的隐身衣要求所有的光线保持相同相位,因此进入隐身衣的光线必须跑得比外部光线快,这就要求隐身衣的材料对不同光线具有不同的折射率,也只能在很窄的频段实现隐身。”

  陈红胜团队对这个理论进行了简化,提出了一种可见光波段多边形隐身衣的设计方法。由于人眼对光线的相位和略微延时并不敏感,陈红胜团队剔除理论中“光线保持相同相位”的条件,令隐身器件能够使用玻璃这种透明均匀的易得的材料,也不需纳米级工艺雕琢,降低了隐身衣的设计和实现难度。

  通过对隐形器件的特殊设计,改变材料的折射率,令光线绕过位于隐身器件中心的物体,陈红胜团队率先将这一付诸实践,展示了一个在可见光波段隐形的途径。这一研究成果于2013年10月发表于《自然—通讯》杂志。

  截至目前,这一可见光频段的隐身器件还只能在特定的角度上取得理想的隐身效果,如六边形隐身器在正对六条棱角的角度具有较好效果,而多边隐身器仅有两个角度能够实现隐身。

  陈红胜表示,这一隐身器件将有望在安全、娱乐和监控应用领域发挥作用。团队在下一步将着力提升隐身的性能,如增加隐身角度,减轻装置的重量等。

  陈红胜课题组和合作团队的这项研究可以工作在整个可见光频段和任意极化的光波,并选用了在工业上可以大规模制备的玻璃来实现,将这类隐身器件的设计及实现的难度大大降低,预计未来“哈里·波特”式的隐身衣有望加速走入到人们的日常生活中。(选自《联合早报》,有改动)

  7.下列关于文中“隐身衣”的表述,正确的一项是

  A.一种给物体穿了一件不反射光波的黑色的衣服一样的高科技技术,让物体在任何情况下不会被发现。

  B.让电磁波能够绕过被隐身物体的区域,按照原来的方向传播,从而可以使物体完全隐形的一种高科技技术。

  C.通过改变材料的折射率,令光线绕过位于隐身器件中心的物体,从而让物体隐形的一种经过特殊设计的隐形器件。

  D.利用“光线保持相同相位”的原理,使用玻璃材料而造出的能让物体隐身的器件。

  8.下列对文章内容的理解,不正确的一项是

  A.在可见光中实验了的隐身器件意味着不仅能够隐藏像猫、鱼这样大的物体,生物还能和隐身器件一起活动,隐身效果也不会受到影响。

  B.目前隐形飞机应用的隐形技术,大部分是通过吸收电磁波,让反射回去的电磁波达到最小。

  C.陈红胜团队令隐身器件能够使用玻璃这种透明均匀的易得的材料,也不需纳米级工艺雕琢,降低了隐身衣的设计和实现难度。

  D.陈红胜团队制造的可见光频段的隐身器件要求隐身衣的材料对不同光线具有不同的折射率,也只能在很窄的频段实现隐身。

  9.从全文看,下列表述符合作者观点的一项是

  A.英国理论物理学家约翰·彭德里奠定了隐身衣研究的理论体系,陈红胜团队就是继承了他的理论和设计方法创造发明了“隐身衣”。

  B.陈红胜团队发明的隐身器件将在安全、娱乐和监控应用领域发挥作用,也会大大提升我国国防和军事实力。

  C.目前可见光频隐身器件还只能在特定的角度上取得理想的隐身效果,要真正广泛应用还有待科学家们深入研究和创造。

  D.陈红胜团队将隐身器件的设计及实现的难度大大降低,“哈里·波特”式的隐身衣会很快进入到我们的日常生活。

  参考答案:

  7、C A项“让物体在任何情况下不会被发现”错;B项是约翰·彭德里的理论,非文中“隐身衣”的表述;D项“利用光线保持相同相位的原理”错,文中为剔除剔除理论中“光线保持相同相位”的条件

  8、D “也只能在很窄的频段实现隐身”错,这是利用彭德里的方法设计出的隐形器件存在的问题,而陈红胜团队的隐形器件可“在整个可见光频段和任意极化的光波”。

  9、C A“而且还让生物和隐身器件一起活动”错,原文只是“意味着”;B项“完全遵循他的理论”错,原文是“对这个理论进行了简化”;D“会很快进入”错,原文是“有望加速”


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