时间：2019-04-19 14:30
地点：九里1号综合楼240
报告人：文桂林
本报告以动力学概念Mobius带，讨论镜面成像的光学本质。作为教科书中熟知的教条，平面镜成像机理是基于光反射原理的虚像理论。然而，目前仍存在着许多混淆现象，根据虚像理论无法令人信服地获得解释。本研究工作表明，虚像理论只是一种表象方法，不能描述镜像的光学本质，而平面镜成像的光学本质是Mobius带阵列偏振奇异性。光与介质的强相互作用，在透明介质中产生海量的偏振Mobius带阵列。基于Mobius带的不定向特性(non-orientability)，每个纳米尺度的Mobius带可连续逆转部分偏振横波，并投射回来，为我们的眼睛或相机提供感光像素。因此，平面镜的镜像是一种由逆转横波产生的实像，而不是经人脑想象合成的虚像。请注意，介质中的Mobius带表示一种复杂的偏振奇异性，是一种光学效应，并不是透明介质中存在这类带状实体结构或材料。此外，手征性、3D镜像不变形、镀银的像质高等谜一样的历史问题，基于所提出的理论均可获得合理解释。接着，平面镜、凸面镜和凹面镜的传统虚像，都可以统一为实像。特别是对于凹面镜，我们的实验证明，在焦距之外的物体同时存在两种实像：由反射光产生的倒立实像和由逆转横波形成的正立镜像，而传统的虚像理论却画不出客观存在的后者。最后，我们提出了“像障”概念，占优的一类像属于可观察的，同时是其他类型像的像障。针对一块玻璃片或前述凹面镜同时存在多种类型的像，该概念可以合理分析不同条件下那些我们可以观察、那些被掩盖了。也指出在传统的光学工程中，成高质量镜像的镜子制造技术，其核心技术思路可能被“反射”误导了。我们的发现不仅可以解决镜像的历史性难题，而且阐明了镜面成像的光学机制和内在本质。
报告内容概要：
（1）Mobius带与研究想法来源；
（2）平面镜成像的历史问题；
（3）平面镜成像的光学本质；
（4）平面镜、凸面镜、凹面镜的虚像统一为实像；
（5）提出“像障”概念及应用；
（6）结论与展望。
