Пространственная и временная когерентность световых волн

 

Временная когерентность. Любая световая волна является наложением колебаний всевозможных частот. Даже для света, который считается монохроматическим, колебания заключены в конечном интервале частот (или ). Кроме того, фаза и амплитуда испытывают случайные (хаотические) изменения. Поэтому в общем случае волна описывается уравнением

Посчитаем для простоты, что А не зависит от t . Введем среднее значение частоты - относительно которого происходят изменения . Тогда фазу можем записать в виде

Обозначим через .

То есть мы получили функцию, у которой хаотические изменения претерпевает лишь фаза. Если происходит сложение двух волн с преобразованными, как сделано выше, фазами, то результирующая интенсивность, как известно из (3.1)’, будет зависеть от .

то есть - разность фаз будет не постоянной, а зависеть от времени.

Если за время срабатывания прибора (глаз ~ 0.1 с) t_приб. Значения менялись от +1 до –1, то интерферентную картину не зарегистрируем и . Если за время t_приб., то волны будем считать когерентными, и интерф. картина регистрируется. Можно ввести время когерентности. Это время t_ког., за которое случайное изменение фазы достигает значения p. При постоянной времени прибора

t_приб>> t_ког – интерфер. картина на наблюдается,

t_приб<< t_ког – наблюдается. (3.6)

Расстояние , на которое смещается волна за время t_ко, называется длиной когерентности. Расстояние, на которое фаза меняется на ~p.

При разности хода лучей - интерфер. картина наблюдается (для разделенных волн).