3.1.3. valuri coerente. Timpul și lungimea coerenței
Două valuri [vezi. (1)] sau mai multe valuri în întregime coerente (coordonate), dacă frecvența de ihodinakovy. amplitudinea și diferența de fază este constantă, adică
ω 1 = ω E 2. 10 = const, E 20 = const, φ 2 - φ 1 = const. (7)
Etomuusloviyu satisface undele monocromatice (1), care este nelimitată în timp și spațiu.
Din experiența de zi cu zi știm că aplicarea luminii din dvuhnezavisimyh surse (incoerente) de lumină, de exemplu, dvuhelektricheskihlampochek niciodată posibil să se observe fenomenul de interferență. Vetom caz φ 2 - φ 1 se modifică în timp și un timp
observații
.
Acest lucru se datorează mecanismului de emisie a atomilor sursă de emisie de lumină. Vparagrafe 2.4. Sa demonstrat că durata atomului procesului de emisie de lumină τ ≈ 10 -8 s. În acest timp, atomul excitat, irosit excesul de energie prin radiație, revine la normal (neexcitat) de stat și emisia de lumină se oprește. Apoi, după o anumită perioadă de timp, atomul poate fi excitat din nou și încep să emită lumină.
O astfel de emisie de lumină intermitentă sub forma atomilor otdelnyhkratkovremennyhimpulsov - trenuri de undă - caracteristice pentru fiecare sursă de lumină.
Fiecare tren are o extensie limitată în spațiu x = c τ și este 4 - 16 m în domeniul vizibil.
Din acest motiv, precum și din cauza amplitudinii undei de reducere, tren val de diferite val monocromatica si sa
Acesta poate fi reprezentat ca sovokupno-
STI (suma) monohromaticheskihvoln, frecvențele kotoryhlezhat circulare variind de la ω-Δω / 2 la ω + Δω / 2. Se poate arăta că
Actualul val emisă într-o perioadă limitată de timp și care ocupă o regiune limitată de spațiu nu este de altfel monocromatica. Spectrul său de frecvență include frecvențe de ω-Δω / 2 w + Δω / 2.
COH τ Promezhutokvremeni. în care diferența de fază a oscilațiilor sootvetstvuyuschihvolnam
cu frecvențele ω-Δω / 2 și ω + Δω / 2 este schimbat la tt, val nonmonochromatic numită perioadă de coerență
Acest nume se datorează faptului că volnumozhno nonmonochromatic aproximativ considerată ca fiind în concordanță cu w frecvență pentru o perioadă de timp t £ τ COH.
Rețineți că, pentru un val monocromatica Δω și Δν zero și τ COH → ¥.
Distanța de l COH. pe care sa răspândit un val de timp coerență se numește lungimea de coerență l = vτ coh coh. (10)
Vpredelahtakoy lungime volnumozhno considerate coerente.
Pentru lumina soarelui vizibil, având o gamă de frecvențe de la 4 x 14-08 octombrie × 10 14 Hz (λ = 0,75 microni și 0,375 microni, respectiv), lățimea spectrală Δω = 2πΔν = 2π (8-4) * 14 = brumărel 8π * 14 octombrie c -1 și în conformitate cu (9), (10)
COH τ = 2,5 x 10 -15 s. l coh = 0,75 * 10 -6 m. (11)
Rețineți că, pentru lasere continue COH τ ajunge la 10 -2 s, i l coh ≈ 10 6 m. Cu toate acestea, din cauza
neomogenitatea atmosferei poate fi observată la diferența calea de interferență de câțiva kilometri.
3.1.4. coerență spațială
Naryadus coerență temporală pentru a descrie kogerentnyhsvoystv valuri într-un plan perpendicular pe direcția ihrasprostraneniya, conceptul de coerență spațială.
Una dintre harakteristikyavlyaetsya coerență raza ρ COH acesteia. caracterizând distanța la care un model clar interferență (ρ coh nu este raza cercului) pot fi obținute.
Artwork ρ l coh coh coh = V 2 se numește volumul coerenței, în predelahkotorogo schimbările de fază de undă aleatoare cu o valoare care nu depășește π.