Презентация к научно-исследовательской работе по физике/химии Человек-невидимка - это миф или реальность

Презентация экспериментального проекта по теме: «Человек- невидимка – это миф или реальность?» VII Воронежский конкурс юных исследователей в области химии, физики и информатики «Дерзай быть мудрым!» Направление: физика Авторы работы: воспитанники10 «Б» класса Кадетского корпуса (инженерная школа) ВУНЦ ВВС ВВА   Роменский Валентин  и Писаревский Николай, ученица 11 «А» класса МБОУ лицей №4 Сиромашенко Юлия. Руководители: учитель физики Ветохина Т.Н. и учитель химии Шевченко А.В.

Цель работы: изучить последние достижения науки и техники по созданию невидимых объектов, с помощью сравнения показателей преломления сделать некоторые минералы невидимыми для человеческого глаза. 2

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Невидимость в истории и литературе 3

Открытие Максвелла и тайна света 4

Метаматериалы и невидимость Это вещества, обладающие не существующими в природе оптическими свойствами. При создании метаматериалов в вещество внедряются крошечные имплантаты, которые вынуждают электромагнитные волны выбирать нестандартные пути 5

Преломление света Необычные свойства метаматериалов базируются на их способности управлять параметром, известным как «показатель преломления». 6

Преломление свойство света менять направление распространения при прохождении через прозрачный материал. Причина отклонения светового луча в стекле или воде состоит в том, что при входе в плотный прозрачный материал свет замедляется. 7

Отрицательный показатель преломления Если бы можно было управлять показателем преломления в метаматериале так, чтобы свет огибал некий объект, то объект этот стал бы невидимым. Для получения такого эффекта показатель преломления в метаматериале должен быть отрицательным 8

Впервые метаматериалы были теоретически предсказаны в работе советского физика Виктора Веселаго в 1967 году 9

Голограмма это трехмерное изображение, созданное лазерами. Можно сделать человека невидимым, если сфотографировать фон за ним при помощи специальной голографической камеры и воссоздать его затем на специальном голографическом экране перед ним. Выглядеть будет так, как будто человек просто пропал 10

* Наш эксперимент 11

Таблица. Показатели преломления жидкостей и твердых тел, использованных в исследовании 12 Жидкость Показатель преломления Твёрдое тело Показатель преломления Вода 1,33 Лёд 1,31 Глицерин C3H8O3 1,47 Кальцит CaCO3 1,34 Этиловый спирт C2H5OH 1,36 Кварц SiO2 1,54 Льняное масло C18H30O2 (C17H29COOH) 1,53 Янтарь С10Н16О 1,54 Разбавленный р-р CuSO4 (насыщенный) 1,51 (1,54) Изумруд Be3AI2Si6O18 1,60 Разбавленный р-р CuCl2 (насыщенный) 1,65 (1,69) Фианит (диоксид циркония) ZrO2 2,25 Желатин KFe[ Fe(CN)6] 1,53 Топаз AI2[SiO4] (F,OH)2 1,61 Раствор FeCl3 1,54 Александрит Al2BeO4 1,75 Раствор KMnO4 1,59 Стекло Na2O·CaO·6SiO2 1,48

А-1: Кварц, кальцит и стекло до погружения в глицерин А-2: Кварц и кальцит в глицерине А-3:Стекло в воде Б-1:Раствор хлорида меди(II)разбавленный и изумруд до погружения в него Б-2:Раствор хлорида меди (II) насыщенный Б-3:Изумруд в сильно разбавленном растворе хлорида меди (II) 13

А-1: Янтарь до погружения в хлорид железа (III) А-2: Янтарь стал невидим FeCl3 ( n=1,54) Янтарь (n=1,54) 14

А-1: Фианит А-2: Топаз А-3: Изумруд А-4: Александрит А-5: Стекло 15

В насыщенном растворе хлорида меди (II) менее заметными стали изумруд и топаз n=1,53 16 CuCI2 n(CuCI2)=1,69 n(изумруда)=1,60 n(топаза)=1,61

Руби́н (лат. rubens, rubinus — красный) Минерал, Al2O3  n (рубина)=1,76 n(KMnO4)=1,59 17

* K[AlSi3O8] Лунный камень . 18 CuSO4 • 5H2O

* Янтарь (С10Н16О )в льняном масле (C17H29COOH) и желатине (KFe[ Fe(CN)6]) 19

А-1: Лед до погружения в воду А-2: Лед стал невидим в воде 20

Будущее метаматериалов «Печатные метаматериалы» – основа для создания плаща-невидимки, который можно будет надеть на себя. Новый процесс изготовления метаматериалов способен обеспечить производство листов последних, по площади достаточных, чтобы покрыть ими одежду, которая превратится в плащ-невидимку. 21

Уже сейчас получается изготовить достаточно качественные поверхности метаматериалов, площадью в несколько квадратных сантиметров. А в дальнейшем это значение может увеличиться и до квадратных метров. Такие большие площади создаваемых метаматериалов позволят создавать покрытия-невидимки для любых больших объектов и в любом диапазоне световых волн, как в инфракрасном, так и в видимом диапазоне света. Еще одной областью использования метаматериалов является создание так называемых суперлинз, которые позволят рассмотреть объекты меньшие по размеру, чем предел дифракции света. Из-за вышеупомянутого предела, используя обычные оптические микроскопы, не получается рассмотреть объекты, размером меньше длины волны отражаемого света, в настоящее время этот предел равен 400 нанометрам. С помощью суперлинз, позволяющих обойти классические законы оптики, можно будет рассматривать и изучать объекты размером около 2 нанометров, а это уже уровень размера одной молекулы органического вещества. 22

Доклад окончен. 23