为什么用摄像头拍电视屏幕会出现条纹？| No.66

先上图：

如图所示，在任意时刻，动滑轮都可以认为是一个杠杆。L1为动力臂，L2为阻力臂，L1为L2的两倍，故动滑轮能省一半的力（实际过程中还需要考虑滑轮、细绳的重量和摩擦力）。

1608年，在著作《数学纪要》（《Mathematical Collection》）中，荷兰物理学家西蒙·斯芬通过滑轮系统，提出了虚功原理雏形。1788年，拉格朗日在其著作《分析力学》中，使用滑轮原理推导出虚功原理，解开拉格朗日力学的序幕。

这就是传说中的 莫尔条纹（ Moiré Pattern ） 啦。一言以蔽之，就是 空间频率相近 的两组图案 相互干涉 ，会有 更低频率 （更宽间距）的图案显示出来。其中空间频率是指其中特征条纹间距的倒数。

说得这么玄乎，其实道理很简单啦！比如在两张透明塑料纸上分别画一排竖线，上面那张每隔1 mm画一条，下面那张每隔1.1 mm画一条，很容易发现，竖线每隔11 mm就会重叠一次。细线重叠位置附近，露出的间隙较大，显得 明亮 ；而细线不重叠的位置附近，露出的间隙较小，显得 灰暗 。这样就形成了周期为11 mm的明暗分布来，整体看上去就是一个 间距更大的粗条纹 ，从而很容易被眼睛感受到。

以上只是一维周期图案对应的情况。那么二维情况如何呢？我想你在生活中一定盯着两层 相互重叠的窗纱 看过吧？或者…… 美腿丝袜 ？细心的你一定会发现，在原有细密条纹的基础上隐隐约约有间距更宽的粗条纹出现。当两层窗纱不完全平行或者自身有所起伏时，这些条纹还会弯弯扭扭。用摄像头拍电视屏幕时也是类似的情形： 电脑屏幕上纵横的像素网格相当于第一层窗纱，手机摄像头里的 CCD 传感器阵列相当于第二层窗纱 ，甚至手机显示屏相当于第三层窗纱，于是拍摄得到的图案也是有莫尔条纹的啦。再加上角度偏离时的透视、镜头成像时的畸变，以及屏幕本身的微小形变，拍摄到的莫尔条纹同样可以弯弯扭扭。

导电是一定数量的载流子的定向移动产生的。常温下，水的电离全部由水分子电离产生。水的离子积常数为10 ^-14 ，所以c[H ⁺ ]=c[OH ^- ]=10 ^-7 mol/L，因此可以计算得到电离度为1.8×10 ^-7 %。离子浓度太小，因此我们认为几乎是不导电的。纯水电阻率为10MΩ·cm量级。

而普通水中含有一些杂质离子，一般是天然的Na ⁺ ，Ca ²⁺ ，Mg ²⁺ 以及消毒处理引入的Cl ^- 。水本身存在弱电离平衡，当强电解阳离子或者强电解阴离子存在，都会导致电离平衡的重新建立， 强电解质对导电也有贡献，从而导致水的电解率增大，这个时候普通水当然导电了。

此外，哪怕你真的拿着纯水，接上了高压，这时要是人体接触纯水，身上的盐和酸都会对纯水造成污染，那个时候导电不导电就不仅仅是纯水的问题了。

摩擦力在微观上如何起作用，科学家们提出过很多理论：如高中会提到的机械啮合理论——认为材料表面凹凸不平导致摩擦，以及分子作用理论——接触固体间的分子分离的前后势能差导致摩擦等。不过这些理论都存在不同程度的问题，摩擦力在微观上如何起作用，至今仍存在争议。但是可以确定的是摩擦力其本质是接触面原子分子之间的电磁相互作用，大家可以就其本质对摩擦力如何作用进行一些思考。如接触面上原子的电子像包裹在原子核周围的云一样，称为电子云，电子之间存在斥力，那么接触两侧的电子云之间就存在粘滞，这会带来一定的阻力。

PS：自然界中存在着四种相互作用力——引力相互作用（存在于所有物体之间，通常很小）、电磁相互作用（存在于电荷之间）、弱相互作用（如原子核的β衰变）、强相互作用（如质子、中子间的核力）。生活中大多数相互作用的本质都是电磁相互作用，如压力、摩擦力、拉力等等。

磁化过程就是磁性材料在磁场作用下，磁化状态发生改变，直到磁饱和状态。在同一磁体内，自发磁化强度大小是一致的，磁体中有许多磁畴，每个单个磁畴中自发磁化强度表现为不同的方向。所谓磁畴，就是铁磁材料在自发磁化的过程中为了达到能量最低产生的小型磁化区域，每个区域内部有大量原子，原子磁矩方向相同。而相邻的不同区域之间原子磁矩排列方向不同，宏观上表现为自发磁化强度大小相同，但是方向不同。磁畴的交界面称为磁畴壁，表现出的整体的磁化强度可以写为： ，其中M s 为自发磁化强度，V是磁畴的大小，q是磁畴方向和易磁化轴的夹角。因此在外磁场作用下，改变的也是这三者，分别对应内禀磁化强度的改变，磁畴壁位移以及磁畴转动。

首先，题主的假设是不成立的，因为按照题主的说法，如果宇宙中普遍存在一种像空气阻力一样的力，那么最直接的结果就是，在惯性系中与其他物质距离足够远（保证研究物体不与其他物体发生相互作用）的物体仍然不能保持匀速直线运动。这和我们的观察是相违背的。

事实上，即便从狭义相对论的观点来看，无论多小的力也可以使物体加速。但是在相同作用时间内相同的力对于处在不同速度下的两个物体（静止质量相同）的速度的改变量是不同的。根据相对论的质量变换关系和动量定理我们很容易计算出：一个静止质量为1kg的物体，在1N的力的作用下，1s内速度变化量为1m/s。如果相同的物体被加速到0.99C（c为真空中光速），那么在1N的力的作用下，1s内速度变化量约为0.14m/s。可见随着速度的增加，力加速的效果越来越不明显，最终结果是如果我们想要弥补物体的速度和光速之间的最后一点点差距，需要我们用有限的力作用无限长的时间。所以我们可以说无法通过加速的办法把一个有静止质量的物体加速到光速。