Світло має як хвильовими властивостями, так і корпускулярними властивостями. Така властивість світла називає корпускулярно -хвильовий дуалізм. Але вчені і фізики давнину не знали про це, і спочатку вважали світло пружною хвилею.
Світло — хвилі в ефірі
Але так як для поширення пружних хвиль потрібна середу, то виникав правомірне питання, в якій же середовищі поширюється світло? Яка середу перебуває на шляху від Сонця до Землі? Прихильники хвильової теорії світла припустили що весь простір у всесвіті заповнено деякої невидимою пружною середовищем. Вони навіть придумали їй назву — світлоносний ефір.
У той час, вчені ще не знали про існування яких або хвиль, крім механічних. Такі погляди на природу світла висловлювалися приблизно в 17 столітті. Вважалося, що світло поширюється саме в цьому світлоносного ефіру.
Світло — поперечна хвиля
Але таке припущення викликало ряд суперечливих питань. До кінця 18 століття було доведено, що світло є поперечною хвилею. А пружні поперечні хвилі можуть виникати тільки в твердих тілах, отже, світлоносний ефір є твердим тілом.
Це викликало сильний головний біль у вчених того часу. Як небесні тіла можуть рухатися крізь твердий світлоносний ефір, і при цьому не відчувати жодного опору.
Світло — електромагнітна хвиля
У другій половині 19 століття Максвелл довів теоретично існування електромагнітних хвиль, які можуть поширюватися навіть у вакуумі. І він припустив, що світло теж є електромагнітної хвилею. Потім це припущення підтвердилося.
Але актуально також було уявлення про те, що в деяких випадках світло поводиться як потік частинок. Теорія Максвелла суперечила деяким експериментальним фактам. Але, в 1990 році, фізик Макс Планк висунув гіпотезу, що атоми випускають електромагнітну енергію окремими порціями — квантами.
А в 1905 р. Альберт Ейнштейн висунув ідею, про те, що електромагнітні хвилі з певною частотою можна розглядати як потік квантів випромінювання з енергією E = р*ν. В даний час квант електромагнітного випромінювання називають фотоном. Фотон не володіє ні масою, ні зарядом і завжди поширюється зі швидкістю світла.
Тобто при випромінюванні і поглинанні світло виявляє корпускулярні властивості, а при переміщенні в просторі хвильові.
Когере́нтність — це властивість хвилі зберігати свої частотні, поляризаційні й фазові характеристики.
Завдяки когерентності хвиль виникають інтерференційні явища.
Поняття плоскої монохроматичної хвилі, яке часто використовується в фізиці є абстракцією. Реальні хвилі, які випромінюються реальними джерелами, насправді є скінченними хвильовими пакетами. Кожне джерело випромінює свої особливі хвилі, які розрізняються настільки ж, наскільки різняться відбитки пальців людей. Однак, для спостереження інтерференції необхідно, щоб хвиля зберігала самоподібність. Така самоподібність хвилі описується терміном когерентність.
Наприклад, для отримання двох когерентних між собою променів у оптиці використовують розділення початкового променя світла. Один із способів зробити це — поставити на шляху променя плоскопаралельну пластинку. Частина світла буде відбиватися від пластинки, а частина проходити далі. Використовуючи лінзи та дзеркала можна спрямувати розділені промені так, щоб вони знову перетиналися, подолавши різний шлях. Тоді, внаслідок різниці ходу променів, виникає інтерфернційна картина.
Термін когерентність використовується також для хвильових функцій у квантовій механіці.
Коли хвиля проходить через середовище, її когерентність поступово втрачається завдяки процесам розсіювання. Відстань, на якій когерентність зберігається, називають довжиною когерентності.
Когерентність світла[ред. • ред. код]
Здатність світла утворювати нерухому інтерференційну картину. Когерентність світла пояснюють постійним у часі співвідношенням між фазами світлових хвиль, що створює можливість отримання інтерференції. Когерентні промені одержують від того самого джерела. Розрізняють повну і часткову когерентність світла. Повна когерентність настає тоді, коли контраст інтерференційної картини ідеальний, тобто мінімальна інтенсивність світла в області тіні дорівнює нулю; часткова — якщо контраст не ідеальний. Якщо контраст відсутній, то світло цілком некогерентне.
Когере́нтність (рос. когерентность, англ. coherence, нім. Kohärenz f) — це властивість хвилі зберігати свої частотні, поляризаційні й фазові характеристики. К. — корельоване протікання в часі й у просторі декількох випадкових коливальних або хвильових процесів, яке дозволяє одержувати при їхньому додаванні чітку інтерференційну картину. Умовою когерентоності хвиль є незмінюваність у часі різниці між фазами коливань у них, що можливо лише тоді, коли хвилі мають однакову довжину (частоту). Завдяки когерентності хвиль виникають інтерференційні явища. Поняття плоскої монохроматичної хвилі, яке часто використовується в фізиці є абстракцією. Реальні хвилі, які випромінюються реальними джерелами, насправді є скінченними хвильовими пакетами. Кожне джерело випромінює свої особливі хвилі, які розрізняються настільки ж, наскільки різняться відбитки пальців людей. Однак, для спостереження інтерференції необхідно, щоб хвиля зберігала самоподібність. Така самоподібність хвилі описується терміном когерентність. Наприклад, для отримання двох когерентних між собою променів у оптиці використовують розділення початкового променя світла. Один із способів зробити це — поставити на шляху променя плоскопаралельну пластинку. Частина світла буде відбиватися від пластинки, а частина проходити далі. Використовуючи лінзи та дзеркала можна спрямувати розділені промені так, щоб вони знову перетиналися, подолавши різний шлях. Тоді, внаслідок різниці ходу променів, виникає інтерфернційна картина. Термін когерентність використовується також для хвильових функцій у квантовій механіці. Коли хвиля проходить через середовище, її когерентність поступово втрачається завдяки процесам розсіювання. Відстань, на якій когерентність зберігається, називають довжиною когерентності.
