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受抑全反射:經典效應,而非量子隧穿
光學指紋識別的原理是受抑全反射,一種由隱失波(倏逝波)引起的效應,與量子隧穿無關。當光在玻璃和空氣界面發生全反射時,入射光並未立即反射,而是透入空氣一小段距離後沿着界面傳播並返回玻璃,這部分光就是隱失波。
當指紋或其他物體接近玻璃表面並與其距離小於隱失波的穿透深度時,入射光將通過隱失波傳播至物體表面,轉化為熱量而被耗散。這導致物體在玻璃表面上形成暗紋。另一方面,全反射仍然發生的區域則保持明亮。
因此,受抑全反射是由大量光子經過全反射後的統計平均結果,而不是量子隧穿效應。這是一種經典電磁場效應,不應被誤認為量子現象。
表:受抑全反射與量子隧穿的比較
特性 | 受抑全反射 | 量子隧穿 |
---|---|---|
物理現象 | 經典電磁場 | 波函數 |
傳播途徑 | 界面 | 勢壘 |
物理量 | 波 | 幾率幅 |
例子:近場掃描光學顯微鏡(NSOM)
NSOM利用受抑全反射原理,通過探針探測樣品表面上的隱失場來反映樣品形貌。與此同時,量子隧穿效應是掃描隧道顯微鏡(STM)的理論基礎,其中隧道電流反應樣品表面的形貌。
結論
受抑全反射是基於經典光學效應,而非量子隧穿效應。它在各種光學應用中扮演著重要的角色,包括光纖耦合和近場顯微鏡。
杯壁指紋
杯壁指紋是指印在飲料杯壁上的指紋。它是法醫人員用來識別個人身分的重要線索。這類指紋容易形成,因為飲料杯通常有光滑的表面,而且手指上的水分會在杯壁上留下痕跡。
特徵與識別
杯壁指紋與其他類型的指紋相似,具有以下特徵:
- 由汗水中含有的胺基酸、脂肪酸和鹽分組成
- 具有獨特的摩擦嵴圖案
- 通常清晰可見,可以進行比對和識別
法醫人員透過指紋的摩擦嵴圖案進行比對,來識別個人身分。他們使用各種技術,包括:
- 手持式指紋掃描儀
- 指紋比對軟體
- 指紋資料庫
形成過程
杯壁指紋的形成涉及以下步驟:
- 接觸:手指與杯壁接觸,將手指上的水分和油脂轉移到杯壁上。
- 分散:手指滑動時,水分和油脂在杯壁上分散,形成一層薄膜。
- 乾燥:隨著時間推移,薄膜中的水分蒸發,留下指紋痕跡。
法醫應用
杯壁指紋在法醫調查中具有重大的價值。它可用於:
用途 | 説明 |
---|---|
人身分識別 | 比對杯壁指紋與已知檔案或資料庫中的指紋,以識別個人身分。 |
犯罪現場重現 | 分析杯壁指紋的位置和特徵,以重現犯罪現場發生的事件。 |
排除嫌疑人 | 如果杯壁指紋與嫌疑人的指紋不匹配,則可以將該嫌疑人排除於調查之外。 |
偵破竊案 | 從被盜飲料杯中發現的杯壁指紋,可以追蹤竊賊的身分。 |
採集和分析
採集杯壁指紋需要小心和準確。通常使用以下方法:
- 粉末法:在杯壁上撒上粉末,使指紋痕跡顯現。
- 指紋黏貼法:使用黏貼膠帶收集指紋痕跡。
- 化學藥劑法:使用化學藥劑顯現隱藏的指紋痕跡。
採集後,法醫人員將分析指紋痕跡,並與已知檔案或資料庫進行比對。這通常需要使用專業的軟體和技術。
限制因素
雖然杯壁指紋在法醫調查中很有用,但也有一些限制因素: