網傳光學“隱身”方法效果探究

“隱身”一直是人類的夢想，為了實現“隱身”，科學家們突破創新，發明了各種超級材料、隱身涂層，科學愛好者們自由探索，也發現了一些“隱身”小技巧。

我查找了大量資料，發現書籍和論文上記載的都是對光學隱身技術和超級材料的研究，知識比較深奧。于是，我決定從網絡上的“隱身”視頻入手，用簡單的實驗求證這些“隱身術”的效果，分析其中的原理。

一、探究過程

（一）食用油“隱身術”

實驗步驟：將150 mL的小燒杯放入500 mL的大燒杯中，此時兩個燒杯都清晰可見。往燒杯中倒入食用油直至小燒杯被完全淹沒，此時，小燒杯“消失”了。

實驗分析：我用三線光源照射玻璃杯，觀察光的傳播路徑。我發現倒入食用油后，光線在大燒杯中是直線傳播，沒有因為小燒杯的存在而發生折射。

對此，老師解釋，光的傳播路線與物體的折射率有關。于是，我進一步查找資料，發現食用油的折射率約為1.47，普通玻璃的折射率為1.50。由于食用油與普通玻璃的折射率接近，光在兩者的交界處沒有發生折射，顯得渾然一體，所以我們看不到浸泡在食用油中的小燒杯。

（二）“消失”的魚

實驗步驟：在紙上畫一條魚，把魚裝入透明塑料袋中密封，將塑料袋垂直放入裝滿水的水槽中，俯視發現，沒入水中的魚“消失”了。

實驗分析：我用三線光源進行照射，發現水下部分的光線發生了折射，在特定的角度看不到水里的魚。

（三）塑料瓶“隱身術”

實驗步驟：將1500 mL的塑料瓶裝滿水，把一根長19.5 cm、直徑0.5 cm的木棍放在塑料瓶的正后方。移動木棍，當木棍與水瓶的距離大于90㎝時，木棍“消失”了。將木棍放在同樣的距離水平移動，木棍又現身了。

實驗分析：在同樣的距離，木棍為什么會忽隱忽現呢？我用三線光源照射水瓶，發現光線穿過水瓶后發生了偏折，很多折射光線交叉后出現了一些沒有光線經過的“死角”。我將木棍放在此區域，木棍就“消失”了！

（四）柱鏡光柵“隱身術”

實驗步驟 ：將一塊柱鏡光柵放在物體上方（前方），調整兩者的距離，柱鏡光柵后的物體由模糊變得不可見，實現“隱身”效果。

實驗分析：我將柱鏡光柵放在顯微鏡下觀察，看到上面布滿了平行的條紋，條紋有亮有暗、有粗有細。原來，柱鏡光柵是由一根根細小的圓柱狀凸透鏡排列組成，每一根柱狀凸透鏡都會把背后的物體壓縮成一根細條，當透鏡數量足夠多時，物體就會被分解成無數根相同的細條，讓人看不見，從而達到“隱身”效果。

二、實驗結論

經過多次實驗，我發現“隱身術”與光的傳播路徑、物體的折射率等都有關系：如果兩個物體的折射率相近，就可以讓其中一個物體“隱身”；當光發生折射或反射時，物體沒有出現在光的傳播路徑上，也可以實現“隱身”。在多種“隱身術”中，利用柱鏡光柵實現“隱身”的方法局限性小、操作簡單。

三、應用價值

長輩們經常說家里有些物品不美觀，于是，我用柱鏡光柵制作了一個“隱身盒”，將它擋在物體前，物品就看不見了。

指導老師 吳劍輝 紀藝璟

專家點評

黃新階 正高級教師、全國優秀教師、湖北省首批十大名師

祖翌涵同學精心挑選了4種有趣的“隱身術”，通過實驗驗證“隱身”效果，并揭示影響“隱身”效果的關鍵因素為光的傳播路徑、物體的折射率等。其題材饒有趣味，方法別具一格，過程詳盡無遺，結論真實可信，表述精準恰當，是一篇水準很高的小學生科學實踐報告。

（欄目編輯：李瑚）