天才一秒记住【热天中文网】地址：https://www.rtzw.net
比如，恒星之所以看起来在“闪烁”
，就是因为大气湍流使光线随机照向或偏离望远镜的探测器。
解决这个问题的方法之一就是直接将望远镜放在大气层外的太空中，哈勃太空望远镜就是一个例子。
它成功获取了遥远恒星、星系和星云的壮观图像，观测到遥远太空中非凡的宇宙结构与运动。
除此之外，还有其他的解决方案吗？光学工程师在过去20年中设计了一种巧妙的方法，为地面上的可见光望远镜成功解决了这个问题：将望远镜的镜面分割成多个区域，每个区域的镜面都可以倾斜，通过调节镜面不同区域的倾斜角度，就可以“操纵”
光线，使它们全部被探测器所接收。
如果你可以测量光线穿过大气层时产生的偏差，就可以通过调整镜面来补偿这一偏差。
光学工程师们首先测量导星（位于上层大气中的人造光源）的光通过大气层的扭曲程度，然后根据这一信息来调整镜子不同区域的倾斜角度。
用这种方式，地面望远镜成的像可以刚好达到阿贝极限。
但是，将望远镜放置在太空仍然是必要的，这是因为有一些电磁波段会被大气吸收，例如X射线和紫外线，为了对它们进行观测，我们仍然需要太空望远镜。
美国宇航局（NorthAmeriSpaASA）和欧洲宇航局（EuropeanSpacy，缩写为ESA）正在计划进行新的太空望远镜任务。
超颖材料和超级透镜
多年来，光学科学家们一直致力于建立卓越的光学系统，那么，是否存在这样一个具有完美的成像能力的透镜呢？从19世纪英国的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦到20世纪苏联的维克托·韦谢拉戈（Victo），许多伟大的物理学家都对这一问题充满了兴趣。
韦谢拉戈考虑了这样一种奇特的材料：当光线射到这种材料表面后会并不会遵循斯涅尔定律，甚至与其完全相悖。
斯涅尔定律是基于常见的“普通”
材料，它们的折射率为正数，而韦谢拉戈提出的材料具有“负”
的折射率。
这种材料由许多微小结构组成，且每一个微小结构的尺寸都小于观测光的波长。
这种特殊的结构赋予了“超颖材料”
不同寻常的光学特性。
举一个有代表性的例子，与光线在两种普通材料之间的界面上相比，当光线在普通和超颖材料之间的界面上产生折射时，折射方向将完全相反。
利用超颖材料独特的折射率，我们可以通过工程设计使它能弯曲从各个方向射来的光线。
这样，本来会在材料表面发生散射的入射光线将围绕着超颖材料的表面发散出去，从而使超颖材料“隐形”
。
事实上，英国物理学家约翰·彭德里爵士（SirJohnPendry）表示，使用超颖材料制作隐形斗篷是完全有可能的。
超颖材料还有另一个不寻常的特性，就是能够对非常接近超颖材料的物体进行完美成像。
如果使用超颖材料制造透镜，其表面可以做得非常平整，不需要像玻璃透镜那样有很大的弧度。
这使得利用超颖材料制作的透镜很适合观察非常微小的物体，尤其是仅有数十纳米量级尺寸的纳米结构体。
超颖透镜可以类比为21世纪的胡克显微镜技术了，也许它会开启一个新科学发现频繁涌现的新时代。
本章描述的所有成像系统都对物体进行了二维渲染[4]，毕竟我们通常对图像的理解就是平面的图片。
那么，我们是不是能设想出一个可以制作三维图像的系统呢？这就需要我们对光本身有更深入的了解，我们将在第3章中就这一点展开讨论。
[1] 《光学》（Optics）。
[2] 一种微创手术，切口比锁孔还小，使用包括光纤在内的特殊仪器和技术。
[3] 图中LaDioptrique为法语，译作“屈光”
，特指在眼部所发生的光的折射。
[4] 对三维物体进行二维渲染意即利用平面图像显示出三维物体的立体感。
本章未完，请点击下一章继续阅读！若浏览器显示没有新章节了，请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单，退出阅读模式即可，谢谢！