Koherencja w fizyce

Koherencja Podstawowym warunkiem powstania dobrze określonego obrazu interferencyjnego jest,  aby fale świetlne które przybywają z punktów S1 i S2 miały  dokładnie określoną różnicę faz  ϕ  stałą w czasie . (Przypomnienie: faza jako określony stan fali w danym miejscu i czasie,  patrz równanie opisujące falę  E  =  Em sin( kx- ω t )). Np. jest miejsce na ekranie, dla którego  różnica faz wynosi  π co oznacza fizycznie, że fale docierające tam wygaszają się (przy  założeniu tej samej amplitudy); mamy ciemny prążek. I tak jest zawsze o ile różnica faz się  nie zmieni. Gdyby taka zmiana nastąpiła to w tym miejscu natężenie światła nie będzie już  równe zeru. Warunkiem stabilności obrazu jest więc stałość w czasie różnicy faz fal  wychodzących ze źródeł S1 i S2.  Mówimy, że te źródła są  koherentne czyli spójne . Jeżeli szczeliny S1 i S2 zastąpimy przez dwa niezależne źródła fal (np. żarówki)  to nie  otrzymamy  prążków interferencyjnych, ekran będzie oświetlony prawie równomiernie.  Interpretujemy to w ten sposób, że różnica faz dla fal pochodzących z niezależnych źródeł  zmienia się w czasie w sposób nieuporządkowany. W krótkim czasie są spełnione warunki dla maksimum, a za chwile (b. krótką np. 10-8 s) dla  minimum, a jeszcze za chwilę warunki pośrednie. I tak dla każdego punktu na ekranie.  Natężenie (w danym punkcie) jest więc sumą natężeń od poszczególnych źródeł. Mówimy,  że te źródła są  niespójne ,  niekoherentne .  Podsumujmy więc podstawową różnicę w opisie,  podyktowaną oczywiście przez fakty  doświadczalne : • dla fal spójnych najpierw dodajemy amplitudy (uwzględniając stała różnicę faz), a  potem celem obliczenia natężenia podnosimy otrzymaną amplitudę wypadkową do  kwadratu (przypomnienie dla ruchu harmonicznego: Energia  ∼  A 2). • dla fal niespójnych najpierw podnosimy do kwadratu amplitudy, żeby otrzymać  natężenia poszczególnych fal a potem dopiero sumujemy te natężenia. Pozostaje jedynie pytanie jak wytworzyć światło spójne. Zwykłe źródła światła takie jak  żarówki (żarzące się włókno) dają światło niespójne dlatego, że emitujące atomy działają  zupełnie niezależnie. Natomiast współcześnie szeroko stosowanymi źródłami światła  spójnego są  lasery . Document Outline Koherencja ... zobacz całą notatkę