眼花预警,纸上二维波浪你见过吗?| 正经玩

本文转自:中科院物理所
#又是眼睛骗了你#
实验器材
所标杯、纸、马克笔、线、支架
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实验过程
首先 , 我们将黑色的线固定在支架上或两个钉子间
使得这根线微微紧绷即可
没有黑色线的同学也可以和我们一样
用黑色的马克笔将线涂黑
如果我们在纯白色的背景下轻轻拨动黑线
可以看到最基态的驻波
如果此时驻波的振幅有限
可以适当将线的紧度降低一些
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有趣的来了:
如果我们将背景的纯白换成黑白相间的条纹
黑:白大约为4:1
波动黑线 , 并缓慢横向移动纸
可以看到线会在纸上呈现出横向的波浪
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如果效果不明显
可以尝试改变纸移动的速度再次观察
而如果我们将其拍摄下来
并取其中一处暂停
则可以看到
黑线在白色条纹处有倾斜
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我们加快纸移动的速度
至上一个现象出现时纸的速度的两倍左右时
用肉眼可以看到线的振动形成了一个个小的驻波
【拍摄图与肉眼看到的图案不同】
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此时我们能看到的黑白条纹的宽度几乎相同
将拍摄的视频暂停却只能看到
黑线在白色条纹处倾斜程度增加
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然后 , 我们用尽可能快地速度移动纸
让纸的边缘直接摩擦黑线 , 带动其振动
就会看到更复杂的现象
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从截图中
我们可以看到线的不规则的弯曲
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如果我们更换更细的条纹
(黑白条纹比例保持不变)
同样可以看到横向的波浪
但相邻波节间的宽度会减小
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此时肉眼看到的白色条纹面积甚至大于了黑色
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最后我们用白色的线试试看
和黑线相比白线的现象用肉眼更加难捕捉
但是肉眼观察到的纹路与黑线不太一样
从截图中我们也能看到一些黑色的斜线
但显然它形成的原理与黑线不同
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