Do tej pory próbowaliśmy za wszelką cenę pokierować światłem dookoła naszego przedmiotu, który chcieliśmy schować. Tym razem powiemy o tajemniczo brzmiącej spektralnej pelerynie niewidce, która to sprawi, że przedmioty staną się przezroczyste. Spectrum, czyli widmo, odnosi się do widma promieniowania elektromagnetycznego. Widmo znaczy zabawa z duchami? Niekoniecznie! Tutaj widmo ma wręcz znaczenie artystyczne, gdyż ma związek z kolorami. Jak to się wszystko ze sobą łączy i jak nas może to doprowadzić do niewidzialności? Przekonajmy się!

Widmo, kolory i światło

Widmo promieniowania elektromagnetycznego oznacza cały przekrój wszystkich możliwych fal elektromagnetycznych. A te spotykamy na co dzień. W tym widmie na przykład są fale radiowe, mikrofale, podczerwień, ultrafiolet, promienie X oraz gamma. W tym widmie jest również światło widzialne, a zatem światło o wszelkich możliwych kolorach tęczy – od czerwonego do fioletowego.

Dzisiejsza peleryna niewidka będzie próbowała zamieniać kolor światła tak, aby je oszukać. Jak to może działać?

Na początek spróbujmy zrozumieć, dlaczego szklanka soku malinowego ma taki a nie inny kolor. Otóż to, co dociera do naszych oczu, to światło słoneczne, które przeszło przez tą szklankę soku. Popatrzmy na Rys. 1: Światło białe tak naprawdę jest mieszanką świateł o wszystkich kolorach: czerwonym, pomarańczowym, żółtym, zielonym, niebieskim i fioletowym. Taka mieszanka przechodzi następnie przez sok (jak na Rysunku).

Sok malinowy w tym wypadku można powiedzieć, że lubi dużo zieleni, gdyż zatrzymuje całą zieleń dla siebie. Tak, światło po spotkaniu z sokiem malinowym jest dużo uboższe w zieleń. Z mieszanki kolorów zostanie głównie kolor czerwony i fioletowy. To co będziemy widzieć, to mieszanka tych dwóch kolorów, czyli typowy kolor soku malinowego.

Zabawa kolorami

Jak zatem sprawić, aby soku malinowego nie było widać? To proste – nie można pozwolić, aby ten sok zatrzymał sobie jakąkolwiek porcję światła! Jak to zrobić? To też proste – należy sprawić, aby światło zielone nigdy do soku nie doszło! Ilustruje to Rys. 2.

Skoro sok i światło w tym przypadku nie zwracają uwagi na siebie w żaden sposób (Rys. 2), to nie da się wtedy zobaczyć soku – byłby w 100% przezroczysty!

Spektralna peleryna niewidka powinna zatem działać w taki sposób (Rys. 3)

• Jedna strona peleryny powinna zamienić światło zielone na światło czerwone i fioletowe tak, aby w mieszance nie było światła zielonego.
• Taka mieszanka światła powinna bez przeszkód w nienaruszonym stanie przejść przez sok
• Druga strona peleryny powinna z powrotem „złożyć” światło do stanu pierwotnego – dzięki temu ktoś spoza pelerynki nie zauważy niczego.

Taka jest idea działania. Jak wcielić ją w życie? Okazuje się to możliwe, choć trudne zarówno do zrealizowania, jak i do zrozumienia i do wytłumaczenia. Wymaga to wprowadzenia takich pojęć jak transformata Fouriera, przestrzeń odwrotna, efekt Talbota. Jest to dość zaawansowana optyka, jednak w przyszłych postach będziemy próbowali wyjaśnić, jak to działa.

I z tym wpisem kończymy póki co przygodę z niewidzialnością. Co następnym razem? To oczywiście niespodzianka! Ale obiecujemy, że nie będziecie zawiedzeni! Napiszcie w komentarzach, czy podobał Wam się dzisiejszy tekst!

Jeśli jeszcze nie widzieliście naszego ostatniego filmiku o Magicznym Piasku, to serdecznie zapraszamy do nadrobienia zaległości! https://www.youtube.com/watch?v=wo-mQBRI9Ug&t=11s

Warto również odwiedzić naszego prywatnego Instagrama: zakrecone_loczki_dwa

Bibliografia

Romero Cortés, L., Seghilani, M., Maram, R., & Azaña, J. (2018). Full-field broadband invisibility through reversible wave frequency-spectrum control. Optica, 5(7), 779.doi:10.1364/optica.5.000779