探究阳光透过纱窗在室内形成明暗相间条纹的原因

1 引言

近日，有网友发现一个十分诡异的现象，当阳光透过纱窗投射在室内时，呈现出明暗相间的平行平行条纹。对于条纹的成因，网友们众说纷纭，撕扯不清。

2 常见观点

网友们提出了各种各样的大胆猜想，婆说婆有理，公说公有理，大家各抒己见，互不相让，现将各种猜想摘录如下。

2.1 本影与半影

有的试图从本影半影的角度进行分析，如果纱线的本影投射在地面上，会产生明暗相间的条纹。

经过仔细测算，在阳光下，障碍物的本影长度为其直径的108倍。纱窗丝线太细，其本影长度非常短，根本投不到地面上。

2.2 光栅衍射

阳光斜射在纱网上时，相对于入射光线虽在的角度而言，竖直纱线之间的缝隙大于水平纱线之间的缝隙，水平纱线缝隙形成透射光栅，阳光透过光栅形成明暗相间的条纹。

仔细观察发现，地面上的条纹并没有呈现白光衍射特有的彩色，而且缝隙的宽度远大于可见光的波长，并不满足发生明显衍射的条件。

各种可能的情况均被排除，分析研究进入穷途末路。

3 进一步研究分析

遗憾的是，微主一直没有见到这种诡异的明暗相间的条纹，前些天因为天气原因，见不到太阳，也看不到现象。

昨天天气晴好，阳光明媚，微主查看了好几个向阳的办公室，均未能看到明显的明暗相间的条纹，仅仅在高二英语备课组办公室隐约看到了明暗相间的条纹。

鉴于地板存在条纹和颜色，微主在地板上铺上几张白纸，在白纸上看到了比较明显的明暗相间的平行条纹。

微主下意识地抬头仰望，赫然发现了造成这一诡异现象的原因，原来纱网本身就具有空间周期性。

纱网之所以存在这种空间周期性，那是由于纱网在生产、运输和存放过程中被卷成卷儿导致的。当纱网被固定在纱窗框上的时候，由于纱网初始形状为圆弧面，在张成平面的过程中呈现出自然的波动起伏状态。

4 建模分析

在几何画板中，可以模拟出光线穿过波动纱网后的光强分布，由于纱网上任一点在曲面上的切线与光线夹角的正弦正比于穿过波状纱网后的光强，由于纱网切线与入射光线夹角存在周期性的变化，透射光自然就存在了周期性的明暗变化。

5 结论

原来，当阳光透过纱窗斜射入室内的时候，如果纱网存在空间周期性，阳光透过纱网后的光强也就存在空间周期性，透射光线在地板上就自然形成了明暗相间的条纹。

对于尼龙材质的纱网，纱网在外力作用下容易张成平面，当阳光以倾斜角度穿过纱网时，光线均匀透过，室内不会出现明暗相间的条纹。

对于金属材质的纱网，纱网在外力作用下很难张成平面，纱网在纱窗框上凸凹不平，存在空间周期性，当阳光以倾斜角度穿过纱网时，光线不会均匀透过，室内就会出现明暗相间的条纹。

| 创客焦作 | 

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