原创中科院物理所12-09 05:11

摘要: 电脑、电视上奇怪的纹路是什么?你想过这个问题吗?今天,我们通过一个小实验带来解答。关键概念干涉、莫列波紋


电脑、电视上奇怪的纹路是什么?你想过这个问题吗?


今天,我们通过一个小实验带来解答。





关键概念


干涉、莫列波紋


材料和工具


1张普通白纸,1张半透明的纸(网上可以买到,没有的话2张普通白纸也可以)

打印机

操作步骤


操作很简单。


1. 打印条纹模板。打印2份,一份打印在普通白纸上,另一份打印在半透明的纸上。


注意:如果实在找不到半透明的纸,也可以在普通纸上打印2份,这时候需要强光打在纸张背面看才有效果。


2. 打印好后,把普通白纸垫在半透明纸的下面,然后轻轻滑动上面的那张纸,看看你看到了什么?


如果你是用2张普通纸打印的,那么找一个比较亮的台灯,或者把2张纸对着太阳相对滑动,也可以看到。


实验原理


你是不是看到了一些不断变换的图案?


你看到的图案就叫做莫列波紋(Moiré pattern,也叫摩尔纹、莫尔条纹、叠纹、水状波纹)。莫列波紋是2组或多组不同的条纹重叠后所产生的干涉影像。莫列波紋实际上放大了2组条纹之间的差异。



我们在电视机、手机上看到的电脑屏幕的奇怪图案、前后2个栏杆形成的图案、2层纱窗的图案、以及丝袜(一般有2层)的条纹都是莫列波紋。


实际上,电视台的摄像机和没有胶片的数码相机利用的是一种隔行扫描(Interlaced video)的技术,相当于是把图像拍成了栅格,然后再合成,因此它们可以被看作是一层网格。而电视、手机的显示屏可以看作是第二层网格。



防伪纸币上的莫列波纹



所以用数码相机,或是电视台拍摄电视、电脑的时候,相当于是2层栅格相加,看起来就会有莫列波紋了。2层纱窗和丝袜的图案也是这个道理。



▲ 鹦鹉羽毛上的莫列波纹



在我们的实验中,2组圆形模仿的是2个波源发生的干涉。在每个圆形图案中,黑色的线可以看作是波峰(波的最高处),黑线封闭的白色区域可以看作是波谷(波的最低处)


当两个圆形图案叠在一起的时候,2条黑线重叠的地方会变得更深;而一个圆形的黑线会遮蔽另一个圆形中的白色区域,这相当于波峰和波谷相互抵消。水中的2个震源发出的波浪也能形成类似的图案。



▲ 莫列波纹也是建筑和艺术创作的常用视错觉



莫列波紋也有很多应用,比如钞票防伪、艺术创作,都用到了莫列波紋的原理。


由于穿着一定条纹的服装(如细密的千鸟格纹)时,可能会和摄像机发生干涉,形成莫列波紋,所以从事影视、传媒的演员和主持人都会注意,避免穿某些条纹服装。



和镜头形成了莫列波纹的衬衫纹样

文章来源:把科学带回家

编辑:zkai


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