
【化】 nonlocalized fringe
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【计】 negate; NOT; not that
【医】 non-
【化】 localized fringe
非定域条纹(Non-localized Fringes) 是波动光学中的核心概念,指在干涉或衍射实验中,条纹并非局限于特定平面或区域,而是分布在三维空间的一定范围内。其形成依赖于相干光源发出的光波在空间不同位置相遇时产生的稳定相位差。该术语的英文对应为"non-localized fringes" 或"non-localized interference fringes"。
空间分布广泛性
与定域条纹(如薄膜干涉条纹仅出现在薄膜表面附近)不同,非定域条纹在空间较大范围内可见。例如,使用扩展光源(如钠光灯)的杨氏双缝实验中,条纹在双缝后的整个空间区域均可观测到,只要满足相干条件。
形成条件
需满足两个关键条件:
$$ Delta = frac{2pi}{lambda} (r_1 - r_2) = text{常数} $$
其中 ( r_1, r_2 ) 为两相干光源到观察点的距离,( lambda ) 为波长。
典型实验场景
特征 | 非定域条纹 | 定域条纹 |
---|---|---|
空间分布 | 三维空间广泛区域 | 特定平面或曲面(如薄膜表面) |
光源要求 | 点光源或高相干性光源 | 扩展光源亦可 |
典型实验 | 杨氏双缝、迈克尔逊干涉仪 | 牛顿环、楔形薄膜干涉 |
根据经典光学理论,非定域条纹的产生源于“干涉现象的空间非局域性”,即相干波前的叠加效应不依赖于特定观察面。这一特性在量子力学中亦有对应概念(如量子非局域性),但光学语境下特指波动干涉的空间延展性。
权威参考文献:
非定域干涉条纹是光学干涉现象中的一种特殊类型,其核心特点在于干涉条纹可以在空间任意区域清晰呈现。以下从定义、形成条件、特点及实际应用等方面进行综合解释:
非定域干涉条纹指由两个相干点光源发出的光波在空间中任意一点相遇时,因光程差固定而产生的干涉条纹。这类条纹不受特定区域限制,理论上可在整个空间观察到清晰的明暗分布。
与之相对的定域干涉条纹则局限于特定区域(如平行平板干涉的定域面),需扩展光源且仅在有限范围内可见。
对比维度 | 非定域干涉 | 定域干涉 |
---|---|---|
光源类型 | 点光源(如激光) | 扩展光源(如普通白光) |
干涉区域 | 空间任意位置 | 特定定域区(如平行平板附近) |
条纹可见度条件 | 无需严格限制观察位置 | 需在定域区内观察 |
典型实验 | 迈克尔逊干涉仪(激光光源) | 薄膜干涉(如肥皂膜) |
在激光干涉实验中,激光作为点光源经分光镜反射形成虚像光源,两束相干光在空间传播时形成非定域条纹。调整光路时,条纹可能呈现弧形或同心圆状,直观展示干涉的空间分布特性。
非定域干涉条纹的广泛分布特性使其在精密测量(如引力波探测)和光学系统调试中具有重要应用价值,而理解其与定域干涉的区别有助于合理选择实验光源与观测方法。
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