пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Временная и пространственная когерентность электромагнитных(световых) волн

Когерентность — связь между фазами нескольких световых волн.

 

Когерентность. Когерентностью называется согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. В соответствии с этим определением две монохроматические волны одной частоты всегда будут когерентными.

 

Монохроматические волны — неограниченные в пространстве волны одной определенной и постоянной частоты, которые являются  когерентными.

Немонохроматический свет можно представить в виде совокупности сменяющих друг друга коротких гармонических импульсов, излучаемых атомами — волновых цугов.

Средняя продолжительность одного цуга τког называется временем когерентности или временем цуга.

 

Если волна распространяется в однородной среде, то фаза колебаний в определенной точке пространства сохраняется только в течение времени когерентности. За это время волна распространяется в вакууме на расстояние lког = cτког , называемое длиной когерентности (или длиной цуга). Поэтому наблюдение интерференции света возможно лишь при оптических разностях хода, меньших длины когерентности для используемого источника света.

 

Пространственная когерентность — это согласованное протекание нескольких волновых процессов в разных точках пространства в один и тот же момент времени. Например, в световом пучке лазера наблюдается пространственная когерентность в точках любого поперечного сечения лазерного пучка.

 

Временная когерентность — это, определяемое степенью монохроматичности волны, согласованное протекание волновых процессов в одной точке пространства, но в разные моменты времени. Этим свойством обладает, например, излучение одночастотного лазера, который испускает непрерывный синусоидальный сигнал в течение значительных промежутков времени.

Временная когерентность существует до тех пор, пока разброс фаз в волне в данной точке не достигнет π .


_wJekNGfoNLVONX9ONRIVmjflBKdh9aFRjGRh5wB

Длина когерентности определяет размер области экрана, на которой наблюдается интерференционная картина.

m(λ + Δλ) ≈ (m+1)λ

Здесь m — предельный порядок наблюдения интерференции, начиная с которого интерференция не наблюдается.

    m ≈ λ/Δλ

величина λ/Δλ характеризует степень монохроматичности.

    lког ≈ mλ

Мы видим, что длина когерентности световой волны непосредственно связана со степенью монохроматичности λ/Δλ: чем больше последняя, тем больше и длина когерентности. Для солнечного света lког ≈ 5λ, для лучших (не лазерных) источников света удалось получить lког порядка нескольких десятков сантиметров. Лазеры позволили получить излучение с lког порядка сотен метров.

 

Для получения интерференционной картины необходимо, чтобы оптическая разность хода была меньше длины когерентности:

    Δ < lког , где Δ = n(S2 - S1)


16.01.2014; 11:10
хиты: 0
рейтинг:0
Естественные науки
физика
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь