手紧握住装满水的玻璃杯时，为什么在玻璃杯的内侧能够看到指纹图案？

手紧握住装满水的玻璃杯时，为什么在玻璃杯的内侧能够看到指纹图案？

这是一种由隐失波（倏逝波）引起的光学效应，在物理学中我们称之为受抑全反射。玻璃和水具有很接近且都比空气大的折射率，因此可认为玻璃杯内部的光在玻璃-空气界面发生全反射，此时朝杯子内看将无法看清杯子外的物体。然而，当我们用手握住玻璃杯时，杯子内壁将出现清晰的指纹图案，握的力度越大清晰度越高。

为什么会出现这种现象呢？事实上，在全反射过程中，光入射到玻璃-空气界面并没有立即被反射，而是透入空气约不到一个光波长的深度，并沿着玻璃-空气界面传播光波长量级距离（古斯-汉森位移）后重新返回玻璃，沿着反射光方向射出。这部分穿透一定深度并沿着界面传播的光叫做隐失波，由于穿透深度太小，生活中我们往往忽略了隐失波的存在。

如果用手紧握玻璃杯外表面，以至于凸起指纹和玻璃之间的空气层厚度小于隐失波的穿透深度，光波将通过隐失波传播到指纹上，然后转化为热量耗散掉，导致凸起的指纹处形成暗纹。相反，凹陷的指纹处依然处于全反射，表现为亮纹。握的力度越大会使空气层厚度越小，暗纹将越暗，指纹的轮廓也就越清晰。隐失波的穿透导致暗纹处的全反射受到了抑制，即受抑全反射。基于该原理，人们实现了手机等设备的光学指纹识别。

受抑全反射的现象和原理

此外，隐失波在物体表面的局域传播，会导致传统光学显微镜有一个分辨极限。为了实现超分辨的显微成像，需要收集物体表面的隐失波的传播行为，由此人们发展了近场光学这门学科。利用受抑全反射获取隐失波信息的近场光学显微镜，被称为光子扫描隧道显微镜（PSTM）。注意将它与以量子隧穿为理论基础的电子扫描隧道显微镜（ESTM）区分开来。

受抑全反射是大量光子经过量子隧穿后统计平均得到的结果，并不等同于量子隧穿。另外，光在波导内以全反射的方式传播，利用光纤外的隐失波可以将两个距离很近的光纤进行耦合，这已经成为波导光学、光量子信息、光学微腔等研究中的基本原理。