光的折射和反射定理是幾何光學的基礎。并且加拿大耶魯學院化學學家用一系列實驗演示了光線的傳播可以不遵照這種精典定理。這意味著，其實有三天當你用一塊平面鏡打量自己長相時，見到的卻是哈哈鏡的變型療效。
這項成果9月2日發表在英國《科學》雜志上，第一作者虞北方目前在耶魯學院工程和應用科學大學做博士后研究，虞北方2004年?？平Y業于成都學院電子學系，2009年在耶魯學院獲博士學位。
光在不同介質中的傳播速率不一樣。當一束光從空氣中斜射向水底，光束的傳播方向會發生改變，這就是所謂的折射現象。它的確切敘述即折射定理是好多年前由化學學家斯涅爾、數學家笛卡爾以及費馬確立的。這一定理表明，光線在界面的折射角僅由光在兩種物質中的傳播速率決定。而早在古埃及時期由歐幾里德發覺的反射定理更簡單：光的反射角等于入射角。
精典的反射和折射定理都很自然地覺得一個界面僅僅是分辨兩種物質的理想邊界，換句話說，是兩種介質而不是它們的截面影響了光的傳播。耶魯學院研究人員的創新在于意識到界面可以成為決定光的傳播的誘因。她們的實驗表明，精美設計的界面就能干預光的傳播。
研究人員借助多晶硅和空氣界面處一層薄薄的金屬陣列來演示一系列違反精典反射和折射定理的現象。這個陣列中的每位組成單元都類似微小的英語字母“V”，其大小和寬度都遠大于光的波長以及入射光束橫截面的規格。這種“V”字形的單元的大小、夾角和朝向都不同，這樣設計是為了控制光波和不同單元的互相作用時間：每位金屬“V”都類似一個光的圈套，才能將光波“囚禁”一段時間再釋放下來。
陣列的設計促使這個“囚禁”時間沿界面從右向左線性降低，這樣雖然垂直入射，光束不同部份經歷不同的時間延后，透射以及反射光束就不再順著垂直于界面的方向傳播了。而當光以傾斜的角度入射，按不同的“界面”設計，反射和折射光可以被操縱朝向任何方向。反射角不一定等于入射角，反射光甚至可以被“反彈”回光源方向光的折射定律課件免費，而不是像通常情況那樣折向遠離光源方向。這就是平面鏡可以有哈哈鏡的療效的誘因。
借助界面來控制光束不同部份的碼流是一個具有革新意義的概念。虞北方告訴新華社記者，她們已用這些人工界面形成了“光渦旋”，這些奇特的光束在空間里螺旋前進光的折射定律課件免費，因此可以拿來操縱旋轉微小的漂浮顆粒。他預計，這一概念將衍生出一系列有用的光學器件，例如可以糾正相差的纖薄平面聚焦鏡架、可以采集大范圍入射陽光的太陽能凝聚裝置。耶魯學院目前已就這一成果提出專利申請。（來源：科學網）