Юный техник, 2004 № 03
Шрифт:
Исследования Джонсена по части взаимодействия световых лучей с тканями прозрачных организмов прояснили еще одну загадку, которую, кстати, не смог разгадать, а потому обошел умолчанием сам Уэллс.
Поскольку сетчатка глаз у прозрачных существ поглощает свет (иначе они ничего бы не увидели), глаза их имеют иной коэффициент преломления, чем тело и окружающая среда, а потому… остаются видимыми.
Как их замаскировать? Природа позаботилась и на этот счет: у одних существ органы зрения вынесены на длинных «ножках», что дезориентирует преследователя относительно истинного положения самого существа, у других (например, у некоторых ракообразных) — сетчатка очень маленькая, поэтому она почти не видна, хотя и поглощает свет, поступающий по специальным волокнам (некий природный прототип стекловолоконной оптики). Наконец, в третьем варианте глаза у прозрачных существ бывают очень большими, а сетчатка их очень тонкая и бледная, и потому она мало заметна для хищников.
Впрочем, как и вообще в природе, в морских глубинах идет постоянная борьба между хищниками и их жертвами. И на каждое средство защиты жертв находится новое противодействие у хищников. Так произошло и с прозрачностью морских организмов.
Молекулы воды в океане рассеивают солнечный свет, превращая его в поляризованный (то есть световые волны в нем колеблются параллельно). Не вдаваясь в физику этого явления, хорошо известного специалистам, отметим лишь, что люди могут увидеть поляризованный свет с помощью поляроидных очков. А многие морские животные, особенно ракообразные и головоногие, оказывается, видят такой свет «невооруженным глазом». Это свойство и помогает им в охоте за прозрачными жертвами.
Дело в том, что ткани прозрачных существ гасят поляризацию или поворачивают плоскость поляризации света, пронизывающего их организм. Хищники улавливают эти изменения, сигнализирующие им о близости подходящей жертвы, и устремляются за ней в погоню.
Кожный покров у прозрачных существ тоже затрудняет решение «проблемы невидимости», поскольку всегда отражает какую-то часть падающего на него света. Некоторые виды рыб в процессе эволюции стали плоскими, чтобы меньше стала площадь поверхности. Более интригующий способ применяют организмы с бугорчатой поверхностью. Их микроскопические бугорки столь эффективно снижают отражательную способность кожи, что в свое время это привлекло внимание военных.
Изучение этого удивительного явления позволило использовать его некоторые аспекты в технологии изготовления линз для современных оптических приборов. Но самое главное — с учетом данного опыта удалось создать антирадарное покрытие, которое использовано, например, в конструкции знаменитого бомбардировщика-невидимки «стелс»!
Так что, как видите, изучение эффекта невидимости уже принесло первые практические плоды. Но не очень богатые. Как показывает практика, самолетам-«невидимкам» свойственны многие недостатки. Например, их покрытие теряет свои свойства под дождем. То есть с ними произошло примерно то же, что и с героем Уэллса. Вспомните, как несладко ему приходилось. Мало того, что он вынужден был ходить голышом даже в холод. Его то и дело выдавали сопутствующие признаки. Вот снег облепил его фигуру, сделав ее видимой. А когда снегопад закончился, идущего невидимку выдавали четкие следы, найти по которым его не составляло особого труда…
Так что с постановкой технологии производства солдат-невидимок на поток придется пока погодить. Не участвовать же им в военных действиях нагишом?..
Кроме того, те препараты, что применял в своих опытах упомянутый выше немецкий профессор, оказались очень ядовиты. Впрочем, их, в конце концов, можно заменить другими. Выходит, поиски секретов невидимок продолжаются?
Максим ЯБЛОКОВ
ЕЩЕ О ШАПКЕ-НЕВИДИМКЕ
Идея стать невидимым для окружающих проявилась задолго до Уэллса. Вспомните, например, как одной девице пришло на ум примерить шапку Черномора…
Людмила шапкой завертела, На брови, прямо, набекрень, И что ж? О чудо старых дней! И задом наперед надела. Людмила в зеркале пропала…Шапку-невидимку, которая защитила красавицу Людмилу от злого волшебника Черномора, придумал отнюдь не А.С. Пушкин. Он лишь пересказал стихами старую сказку.
Так что, чем становиться невидимкой самому, не проще ли надеть шапку-невидимку? Оказывается, этот сказочный наряд начинает входить в обиход. По крайней мере, вот вам несколько рецептов, как стать невидимым, придуманных современными изобретателями.
Один из них, принадлежащий сотрудникам кафедры радиотехнических устройств и систем Московского государственного открытого университета И.А. Наумову, В.А. Каплуну и В.П. Литвинову, был подробно описан нами в «ЮТ» № 5 за 1996 г. Для тех, кто не читал той публикации, краткое пояснение.
Объект, который надо спрятать от посторонних глаз, накрывается маскировочной сетью. Но не простой, а состоящей из волоконных световодов. Каждый из таких световодов транслирует световые лучи с тыльной части укрытого объекта на переднюю. Таким образом, сторонний наблюдатель вместо того, чтобы видеть сам объект, видит то, что находится позади него. И с некоторого расстояния может прийти к выводу, что никакого объекта перед ним не существует вообще.
А японские инженеры недавно запатентовали свой вариант спецкостюма для человека-невидимки. В Стране восходящего солнца созданы чрезвычайно тонкие пленочные телеэкраны на основе жидких кристаллов. Из такой пленки, внешне похожей на обычный полиэтилен, скроена плащ-накидка. Телекамера величиной со спичечную головку, расположенная на затылке обладателя такой накидки, проецирует телеизображение на переднюю часть плаща. А телекамера, смотрящая вперед, аналогично транслирует изображение на спину. В итоге наблюдатель смотрит как бы сквозь плащ-накидку и, как говорится, в упор не видит ее обладателя.
Конечно, такой системе еще далеко по своей компактности и надежности, например, до кожи хамелеона или рыбы камбалы. Как выяснили бионики, в кожном покрове этих существ есть особые клетки, насыщенные цветными пигментами. Благодаря им на желтом песчаном дне камбала становится желтой, а в водорослях зеленеет. Даже если положить рыбу на шахматную доску, то через некоторое время она и сама станет в клеточку.
Этот патент природы и хотят применить в своих разработках инженеры. Кое-что сделать им уже удалось. Например, появилась полимерная бумага, в структуре которой есть микробусины, одна половинка которых окрашена в черный цвет, а другая оставлена белой. Каждый цвет соответствует своему электрическому заряду — положительному или отрицательному. Воздействуя на поверхность такой бумаги электромагнитным полем, можно заставить каждую бусину поворачиваться к наблюдателю темным или светлым боком. И на поверхности пластика словно по волшебству вдруг проявляется некий текст. (Подробнее об этом см. в «ЮТ» № 11 за 2003 г.)
Сейчас специалисты работают над созданием многоцветного варианта такой пленки. Из нее можно будет делать маскировочные костюмы и покрытия, которые будут менять свой цвет, как делают это хамелеоны.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Похитители света Вселенной наконец-таки обнаружены
С таким сообщением выступил на заседании Президиума Российской академии наук член-корреспондент РАН, директор Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга при МГУ Анатолий Черепащук. На основании каких фактов ученые пришли к подобному выводу?