Coerentei numit flux coerent sau mai multe procese de undă de vibrație. Distinge coerența spațială și temporală.
Numărul de undă asociat cu raportul de frecvență. Prin urmare, răspândirea de frecvențe corespunde cu valorile scatter k. și coerență temporală datorită valorilor scatter k. coerență spațială este legată de răspândirea direcții vectoriale.
Luați în considerare coerența temporală. val monocromatic este descrisă de
și, strict vorbind, este o abstracție. Fiecare adevărat val de lumină format oscilații suprapuse de frecvențe diferite în intervalul de lățime finită. Amplitudinea undei A și faza suferi modificări aleatorii cu timp, astfel încât oscilațiile excitat într-un anumit punct în spațiu cele două valuri de lumină sunt suprapuse pe fiecare parte, au forma
și schimbările haotice din funcțiile sunt total independente.
Presupunem amplitudinea și persistente. Modificări ale frecvenței și faza poate fi redusă, fie la o schimbare într-o singură frecvență, sau o schimbare într-o singură fază. Într-adevăr, reprezentăm funcția în forma unde - valoarea medie a unei frecvențe. Notăm. Apoi. avem o functie, care trece printr-o schimbări haotice faza de oscilație.
Pe de altă parte, orice funcție non-armonice, de exemplu. Acesta poate fi reprezentat ca o sumă de funcții armonice cu frecvențe în gama de frecvențe de prizonieri.
Astfel, atunci când se analizează coerența două abordări - faza și frecvența. Luați în considerare o abordare în etape. Să valuri de frecvență suprapuse sunt identice și constante, să clarifice influența procesului de schimbare de fază pe valuri de interferență. Intensitatea luminii în orice punct este dat de
unde expresia se numește termen interferență.
Fiecare dispozitiv cu care se pot observa interferențe (ochi, placă, etc ..), are o anumită inerție, și înregistrează imaginea medie pe o anumită perioadă de timp. Dacă un factor de timp preia toate valorile 1--1, valoarea medie a termenului interferență va fi zero, iar intensitatea înregistrată de instrumentul este egal cu suma intensităților create de fiecare val la un anumit punct, interferență nu. Dacă în timpul valoarea este schimbat puțin, instrumentul detectează interferențe.
Faza undei formate prin suprapunerea unui număr foarte mare de trenuri de undă generate de atomii individuali nu suferă salturi mari, și variază în mod aleatoriu neregulate mici. Timpul. pentru care o fază de schimbare aleatorie a undei atinge ordinea valorii. Se numește timp de coerență. În acest timp, oscilația deoarece uită faza inițială și devine incoerent în raport cu el însuși.
Distanță. prin care să se mute valul de timp coerență se numește lungimea coerenței sau lungimea trenului. Această distanță peste care schimbarea de fază aleatoare atinge valori de ordinul. Când împărțirea undei naturale pentru a produce un model de interferență este necesar ca diferența cale optică este mai mică decât lungimea de coerență. Această cerință limitează numărul de interferență vizibile franjuri. Odată cu creșterea m diferența de cale benzii crește și se deteriorează claritatea.
Să ne aflăm rolul undelor luminoase non-monocromatice. Lăsați lumina constă într-o secvență de trenuri ușoare identice cu frecvență și durată. Când se schimbă un alt tren trece printr-o schimbare de fază aleatoare, astfel, trenurile sunt incoerente. În acest caz, lungimea unui tren coincide cu timpul coerență. Se poate demonstra că durata frecvenței pulsului trenului este proporțională cu intervalul de timp al unui tren de timp coerență interval de frecvență mai larg reprezentate în valul de lumină, mai puțin timp
.
Să presupunem că lumina vine dintr-o sursă în două fante înguste, pentru care există un ecran (Fig. 3.2.7). frecvență Interval emis de sursă este mică, astfel încât gradul de coerență temporal este suficientă pentru a obține un model clar interferență. Wave, care vine din porțiunea de suprafață D (Fig. 3.2.7), creează zero, maxim M în mijlocul ecranului. Zero maxim. valuri create care sosesc din parcelă. Acesta va fi mutat din centrul ecranului la distanță. Unghiul j și raportul este mic, cu toate acestea. Zero maxim. valuri create care sosesc din parcelă. Acesta este decalată din centrul ecranului, în direcția opusă, la o distanță. Zero maximele din porțiunile rămase situate între maximele și.
porțiuni selectate ale sursei de lumină excita undele ale căror faze nu sunt conectate între ele, prin urmare, modelul de interferență observate pe ecran se va suprapune imaginile produse de fiecare dintre porțiunile separat. În cazul în care diferența este mult mai mică decât lățimea Fringe interferență. maximele din diferite zone sursă se vor suprapune în mod substanțial unul de altul, iar modelul va fi aceeași cu cea de la sursa punct. La cele mai multe din unele zone vor scădea la valori scăzute de altă parte, modelul de interferență va fi. Astfel, modelul de interferență este perceptibil cu condiția că. și anume sau
Aici, factorul 2 poate fi omisă.
Expresia (3.2.5) determină mărimea unghiulară a sursei la care are loc interferențe. Cea mai mare distanta dintre fante, în care există o interferență dintr-o altă sursă unghiulară dimensiune j este găsită prin înmulțirea (3.2.5) la:
Set de valuri cu diferite pot fi înlocuite cu incidentul val rezultat pe ecran cu fante. Absența tipului de interferență înseamnă că vibrațiile cauzate de acest val în locațiile primul și al doilea fantelor sunt incoerente, adică și fluctuațiile în val în sine, la punctele situate la o distanță d unul de altul, nu sunt coerente. Dacă sursa a fost o monocromatica perfectă (= 0). suprafață care trece prin fantă ar val și vibrații în toate punctele de această suprafață ar avea loc în aceeași fază.
Un val de suprafață care ar fi supusă la sursă monocromatică, numit pseudowave. val Oscilații excitat în puncte suficient de apropiate de suprafață pseudowave va fi coerentă. Aceasta se numește coerență spațială.
Faza de oscilație la punctul de trecere de la o suprafață la cealaltă pseudowave variază în mod aleatoriu. Distanță. în care, la deplasarea de-a lungul suprafeței pseudowave schimbarea de fază aleatoare atinge valori de ordinul p. Se numește lungime coerență sau rază. Conform (3.2.6),
Fluctuațiile în suprafața pseudowave două puncte distanțate la o distanță mai mică. va fi coerent.
Tot spațiul ocupat de valul poate fi divizat în părți, fiecare dintre care susține despre coerența val. Volumul acestei porțiuni este numită zona de volum al coerenței. Acesta este un ordin de mărime egală cu produsul dintre lungimea coerenței de timp într-o zonă circulară de rază.