你是否曾经有过能隐身的梦想？是否也想像哈利·波特一样拥有一件隐身衣？那么，接下来这场电磁理论与器件漫谈将告诉我们答案！让我们跟随梅中磊教授的步伐，一起进入电磁波的世界。12月8日15:00，太行书院携手数理教学部在毣谷书院胶囊书局开展第21期“书院围炉夜话”：从皇帝的新装到哈利波特的隐身衣——前沿电磁理论与器件漫谈。本期活动特邀“飞天学者”特聘教授梅中磊博士、太原理工大学教授曹斌照老师，我校数理教学部贾球锋主任、白旭峰老师、骨干教师张勇老师以及智能工程学院、大数据学院、信息工程学院50余名师生参与此次活动，一同探讨前沿电磁理论与器件，揭晓“电磁隐身斗篷”的奥秘，邂逅皇帝的新装与哈利波特的隐身衣。

隐形 长久的梦与想

梅中磊老师，有众多让人羡慕的称号，甘肃省教学名师、“飞天学者”特聘教授、“宝钢”优秀教师、省青年教师成才奖获得者，而其中，梅老师最喜欢的是兰州学生最喜爱的“十大教师”。梅教授主要研究领域为前沿电磁理论及器件，先后主持和参与国家自然科学基金项目、甘肃省自然科学基金等。数理教学部白旭峰老师担任本期话题的主理人。

随着科技的不断发展，电磁隐身技术逐渐被应用于现实生活中，成为了科学幻想变为现实的一部分。梅中磊教授以“古希腊哲学家柏拉图在《理想国》一书中谈到的隐形戒指”为切入点引出了今天讨论的主题——前沿电磁理论与器件。

奇异 梦想照进现实

“前沿电磁理论中非常重要的话题是隐身技术和隐形器械。”梅中磊教授首先就何为电磁波、电磁波的分类和极化等基本知识展开了阐述——电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动、不需要依靠介质进行能量和动量的传递。

随后，梅教授围绕着前沿电磁理论与隐身器件这一主题，从传统的电磁理论出发通过生动的语言从“皇帝的新衣”到哈利·波特隐身斗篷的案例，从“蝉翳叶”到中国最新试飞的隐形战机，深入浅出地讲解了电磁波的传播、反射、折射等基本规律、相关领域的发展趋势、应用前景以及近年来在电磁领域涌现出的新技术、新成果。

梅教授通过生活中有趣的实例为大家生动地解释了电磁波中的极化，“千手观音的动作给我们演示的是圆极化的电磁波，人的朝向就是电磁波传播的方向。”“按我的理解，相当于我们是磁铁，能够把电磁波排斥到周围，我所处的空间如果没有电磁波，那么谁也看不见我，电磁波都绕着我走，那么我所处的位置就是空的，什么都没有，这就达到了隐身的效果。”贾球锋老师幽默地说道。

专家们不仅分享了对于电磁理论的理解与见解，还向在座师生展示了各种前沿科技的应用场景，如车载电子系统、耳机降噪功能等，这些技术在交通、通信、生活等领域都有着广泛的应用前景。

“电磁波是一种看不见、摸不着的能量形式，但它却无处不在，以一种近似虚无没有实感的形式切实地影响着我们。大家对电磁波的了解有哪些？”梅教授这样问道。在场有许多同学们对我国军事发展有深切地关注。还有的同学们提出科技是社会发展的动力，对人类的生活产生了巨大而又深远的影响。“在电子设备领域，电磁波广泛应用到变压器、配电器、电动机等电子设备的制造。”数据2201班葛锦琳同学说道。

另外，此次围炉夜话主题与同学们所学的专业有密切的联系。同学们与梅教授一同讨论在专业课学习中，电磁隐身技术还可以应用于汽车和飞机的外观设计中，提高其外观美感和空气动力学性能；在海洋领域，电磁隐身技术在海洋领域也有应用。例如，利用电磁隐身技术可以减少潜艇对声纳探测器的反射，提高潜艇的隐蔽性。此外，电磁隐身技术还可以用于防止海洋油污泄漏等环境问题。

“既然电磁隐形衣材料可以吸收与屏蔽电磁波实现隐形，那么对于材料的参数推算问题我们是如何解决的呢？”“在应用光学变换理论的过程中，会牵涉到正交坐标系下的张量转换问题，计算是比较繁杂的。我们可以利用大学课程“电磁场与电磁波”中，正交坐标系的理论，推导得到电磁隐形衣的材料电磁参数。该方法采用变量替换，并将虚拟空间坐标系下的变量用物理空间的变量表示出来；分析得到虚拟空间中新的坐标系为正交坐标系，并给出相应基矢和拉梅系数；然后将新坐标系下电场（磁场）的旋度方程与物理空间中标准坐标系下的旋度方程对比变形，便可以得到物理空间材料的电磁参数。”梅教授对同学的提问表示肯定同时对问题作出认真解答。

感叹 触及探索的力量

电磁隐身技术通常采用吸波材料控制电磁波反射，使物体在雷达等电磁波探测器面前变得“透明”，从而达到隐身的目的。梅教授对吸波材料进行进一步讲解，它是一种具有左手势、双负折射率等奇特性质的特殊电磁性能的材料，微观结构与常规材料不同。在特定频率范围内，它在经过电磁超材料时，会发生反常的折射、反射、散射等现象。利用这些特性，可以设计出具有优良隐身性能的装备。例如，通过改变电磁波的传播路径，使其绕过目标物体，让它从视觉上近似于在位置上消失，从而实现“隐形”。哈利波特的隐身衣是大家熟知的经典案例，它能够使人物随时随地在人群中隐身，不需要任何条件，但那种效果过于理想化，因此只存在于影视作品中。虽然我们无法制造出像哈利波特隐身衣那样全面无痕的隐身效果，但现代科技已经可以通过电磁波的特性，在一定条件下从改变人的视觉效果来实现一定程度的物体隐身。现如今通过使用电磁超材料，科学家们已经能够创造出可以使物体在特定频率的电磁波下实现视觉“隐形”的装置。

梅中磊教授表示“我们在科技领域中听到的非常高大上的东西，与大家现在学习的知识密切相关，所以我们可以根据自身所学设计出来属于自己的隐身衣。褪去华丽的包装，就是最简单纯粹的理论。因此，年轻一辈应当加强专业领域的学习，对于不同学科之间应加强交流和合作，从而推动电磁波领域的全面发展。”

炉火熠熠，茶香弥漫，从古希腊神话中，英雄人物珀尔修斯可以隐身的头盔，到《西游记》中孙悟空使用隐身术混进瑶池宫阙大闹蟠桃宴，再到风靡全球的《哈利·波特》中主人公的那件隐身斗篷，试图让自身不可见的幻想背后，是人类对未知的渴望。而这种对未来的畅想，将成为推动科学不断进步的源源动力。

他们这样说

日新月异的世界中，我们如何标榜科技的进步？是停留在皇帝的新装中被虚无所束缚、牵引，还是寻找其中关窍造就可控的隐身衣？在研究电磁波时，首先将这虚无的能量转为具象化的图像、波形，进而从可触的视觉寻找其间规律，摸索驯服这份能量。如同制造一艘忒休斯船，将一步步探索时收获的新知拼凑起来，从真正的虚无到拼出属于现代的、现实的隐身衣，现实正一步步覆盖理想的蓝图。无论是日常应用，或是科技研究，科技的理论发展都该被重视、被了解，成为常态，唯有如此，才是科技的真正进步，才能握紧决定未来科技领域进退的达摩克利斯之剑。

——智能工程学院 张妍

作为工作者，在进行前期布置会场的过程中，我感到非常充实和满足。能够看到大家为了同一个目标而努力，互相帮助、互相支持，让我觉得非常温暖和有力量。看到大家在这样一个美好的环境中享受此次活动，我觉得自己的付出得到了回报。

——太行书院 郝文涛

参加此次物理讲座，我深深感受到科学技术的无限可能和魅力！我仿佛进入了一个充满神秘与奇迹的新世界，电磁学就像一个隐藏在无形中的魔法师，它不仅让我们通过无线电波跨越千里传送信息，还让我们用电动机驱动各种机械装置。讲座中，梅教授用通俗易懂的方式解释了电磁波的奥秘，让我感受到了科学的温暖和力量。我还了解到，磁场不仅对磁铁有作用，它还深刻影响着我们的生活和科技。比如，我们每天使用的电器设备，如手机、电视等，都离不开磁场的作用。这次讲座让我对电磁学有了更深入的了解，对科技的力量充满了敬畏与好奇，也让我更加期待未来科技的发展！

——智能工程学院 郭雨欣

（太行书院供稿）