Теория волн. Иванов В.Б. - 189 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Теория волн
189
9.2. Когерентность
Как указывалось выше, для наблюдения интерферен-
ционной картины требуется согласованность источников
волн, создающих интерференцию. В простейшем случае
под согласованностью понимается сохранение разности
фаз волн в источниках в течение времени наблюдения.
Если не говорить об источниках, то требуется некая само-
согласованность самого волнового поля в пространстве и
во времени (снова в течение времени наблюдения). Согла-
сованность источников, или самосогласованность волно-
вого поля, называется термином когерентность. Соответ-
ственно, согласованность во времени называется времен-
ной или частотной когерентностью, а согласованность в
пространстве пространственной когерентностью.
При рассмотрении волнового поля в форме простых
плоских, сферических или цилиндрических полей мы мог-
ли бы назвать поле когерентным во времени, если в за-
данной точке разность фаз в моменты времени t и t + t
остается постоянной при любом t. Аналогично, волновое
поле будет пространственно-когерентным, если в один и
тот же момент времени разность фаз в точках простран-
ства
r
и
r
r
+
постоянна и не зависит от выбора точки
r
. Однако указанные модели волновых полей являются
только лишь идеализациями, а понятия когерентности и
некогерентности, в первую очередь, и связаны с отличия-
ми от идеальных моделей. В этой связи требуется рас-
смотреть временную и пространственную когерентности
отдельно и более подробно.
Временная некогерентность обусловлена вариациями
во времени амплитуды, фазы и частоты волны. В реаль-
ной ситуации, например, плоскую волну мы должны пред-
ставить в виде:
)].()(cos[)( trktttA
αω
+
(9.12)
                         Теория волн

                   9.2. Когерентность
    Как указывалось выше, для наблюдения интерферен-
ционной картины требуется согласованность источников
волн, создающих интерференцию. В простейшем случае
под согласованностью понимается сохранение разности
фаз волн в источниках в течение времени наблюдения.
Если не говорить об источниках, то требуется некая само-
согласованность самого волнового поля в пространстве и
во времени (снова в течение времени наблюдения). Согла-
сованность источников, или самосогласованность волно-
вого поля, называется термином когерентность. Соответ-
ственно, согласованность во времени называется времен-
ной или частотной когерентностью, а согласованность в
пространстве – пространственной когерентностью.
     При рассмотрении волнового поля в форме простых
плоских, сферических или цилиндрических полей мы мог-
ли бы назвать поле когерентным во времени, если в за-
данной точке разность фаз в моменты времени t и t + ∆t
остается постоянной при любом t. Аналогично, волновое
поле будет пространственно-когерентным, если в один и
тот же момент времени разность фаз в точках простран-
ства r и r + ∆ r постоянна и не зависит от выбора точки
r . Однако указанные модели волновых полей являются
только лишь идеализациями, а понятия когерентности и
некогерентности, в первую очередь, и связаны с отличия-
ми от идеальных моделей. В этой связи требуется рас-
смотреть временную и пространственную когерентности
отдельно и более подробно.
     Временная некогерентность обусловлена вариациями
во времени амплитуды, фазы и частоты волны. В реаль-
ной ситуации, например, плоскую волну мы должны пред-
ставить в виде:
                 A(t ) cos[ω (t )t − k r + α (t )].   (9.12)


                              189