
【化】 nonlocalized fringe
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【計】 negate; NOT; not that
【醫】 non-
【化】 localized fringe
非定域條紋(Non-localized Fringes) 是波動光學中的核心概念,指在幹涉或衍射實驗中,條紋并非局限于特定平面或區域,而是分布在三維空間的一定範圍内。其形成依賴于相幹光源發出的光波在空間不同位置相遇時産生的穩定相位差。該術語的英文對應為"non-localized fringes" 或"non-localized interference fringes"。
空間分布廣泛性
與定域條紋(如薄膜幹涉條紋僅出現在薄膜表面附近)不同,非定域條紋在空間較大範圍内可見。例如,使用擴展光源(如鈉光燈)的楊氏雙縫實驗中,條紋在雙縫後的整個空間區域均可觀測到,隻要滿足相幹條件。
形成條件
需滿足兩個關鍵條件:
$$ Delta = frac{2pi}{lambda} (r_1 - r_2) = text{常數} $$
其中 ( r_1, r_2 ) 為兩相幹光源到觀察點的距離,( lambda ) 為波長。
典型實驗場景
特征 | 非定域條紋 | 定域條紋 |
---|---|---|
空間分布 | 三維空間廣泛區域 | 特定平面或曲面(如薄膜表面) |
光源要求 | 點光源或高相幹性光源 | 擴展光源亦可 |
典型實驗 | 楊氏雙縫、邁克爾遜幹涉儀 | 牛頓環、楔形薄膜幹涉 |
根據經典光學理論,非定域條紋的産生源于“幹涉現象的空間非局域性”,即相幹波前的疊加效應不依賴于特定觀察面。這一特性在量子力學中亦有對應概念(如量子非局域性),但光學語境下特指波動幹涉的空間延展性。
權威參考文獻:
非定域幹涉條紋是光學幹涉現象中的一種特殊類型,其核心特點在于幹涉條紋可以在空間任意區域清晰呈現。以下從定義、形成條件、特點及實際應用等方面進行綜合解釋:
非定域幹涉條紋指由兩個相幹點光源發出的光波在空間中任意一點相遇時,因光程差固定而産生的幹涉條紋。這類條紋不受特定區域限制,理論上可在整個空間觀察到清晰的明暗分布。
與之相對的定域幹涉條紋則局限于特定區域(如平行平闆幹涉的定域面),需擴展光源且僅在有限範圍内可見。
對比維度 | 非定域幹涉 | 定域幹涉 |
---|---|---|
光源類型 | 點光源(如激光) | 擴展光源(如普通白光) |
幹涉區域 | 空間任意位置 | 特定定域區(如平行平闆附近) |
條紋可見度條件 | 無需嚴格限制觀察位置 | 需在定域區内觀察 |
典型實驗 | 邁克爾遜幹涉儀(激光光源) | 薄膜幹涉(如肥皂膜) |
在激光幹涉實驗中,激光作為點光源經分光鏡反射形成虛像光源,兩束相幹光在空間傳播時形成非定域條紋。調整光路時,條紋可能呈現弧形或同心圓狀,直觀展示幹涉的空間分布特性。
非定域幹涉條紋的廣泛分布特性使其在精密測量(如引力波探測)和光學系統調試中具有重要應用價值,而理解其與定域幹涉的區别有助于合理選擇實驗光源與觀測方法。
【别人正在浏覽】