Consistență (fizică)

În optică , coerența (sau coerența de fază ) este proprietatea unei unde electromagnetice de a menține o anumită relație de fază cu ea însăși în timpul propagării sale. Acest concept a fost generalizat la toate fenomenele de undă, de la acustică la mecanica cuantică . Cel mai cunoscut fenomen macroscopic datorat coerenței fazelor este cel al interferenței . De fapt, în timp ce fasciculele de lumină coerente (cum ar fi cele produse de un laser ) pot produce cu ușurință fenomene de interferență, cu lumina normală produsă de soare sau de un bec, alb sau făcut monocromatic cu un filtru adecvat, interferența este văzută doar în cazuri detalii (irizarea bulelor de săpun ^{[1] [2]} , de exemplu, sau culorile schimbătoare ale aripilor anumitor fluturi).

Coerența timpului

Când vorbim despre faza unei unde, ne referim întotdeauna la aproximarea undelor plane sau a undelor perfect monocromatice. În realitate, fiecare val real are abateri față de această tendință ideală și, prin urmare, după ce s-a propagat pentru o anumită distanță (adică pentru un anumit timp) deviațiile de la o tendință perfect sinusoidală devin sensibile. Aceste abateri pot fi descrise matematic ca o abatere pe faza valului. Când relația de fază se pierde din cauza acestor abateri, se spune că unda și-a pierdut coerența temporală . Prin urmare, timpul de coerență poate fi definit ca intervalul mediu de timp în care unda oscilează într-un mod previzibil. În acest interval, va efectua un anumit număr de oscilații înainte de a schimba faza. Produsul timpului de coerență și al vitezei luminii se numește lungimea coerenței . O undă perfect monocromatică ar fi descrisă ca o undă sinusoidală perfectă, a cărei lungime de coerență ar fi infinită. O lampă comună are o lungime de coerență a fracțiilor de milimetru, în timp ce unele lasere ajung chiar la câteva zeci de kilometri. Diferența de lungime tolerabilă între brațele unui interferometru oferă o măsură a timpului de coerență a sursei utilizate. ^{[3] [4]}

Coerența spațială laterală

Se spune că două unde care provin din două regiuni diferite ale spațiului, perpendiculare pe direcția de propagare, sunt coerente spațial dacă diferența de fază dintre ele rămâne constantă în timp. Cu cât este mai mare dimensiunea acelei regiuni de spațiu în care apare această corelație de fază, cu atât este mai mare lungimea corelației spațiale laterale. Majoritatea surselor, lămpile cu incandescență sau soarele , au o mică coerență spațială. Experimentele de interferență cu două fante ale lui Young folosesc o diafragmă foarte mică ca prim element, tocmai pentru a depăși lipsa de coerență spațială a surselor extinse. Sursele de acest tip trebuie să aibă în mod natural o coerență spațială redusă, deoarece evenimentele elementare care generează undele electromagnetice din diferitele elemente care alcătuiesc sursa nu sunt corelate în niciun fel și, prin urmare, sunt inconsistente. Trebuie remarcat faptul că vorbirea este complet diferită într-un laser , în care pe lângă o corelație temporală ridicată există o corelație spațială sau pentru surse punctiforme în mod natural datorită distanței enorme, cum ar fi stelele. ^{[5] [6]}

Notă

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere în conformitate

linkuri externe

• ( EN ) Coherence / Coherence (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul electromagnetismului : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de electromagnetism