Составители:
Рубрика:
11
Цель работы: изучение явления интерференции частично когерентного света широкопо-
лосных протяженных источников и закономерностей проявления пространственной и временной
когерентности волнового поля в интерференционном эксперименте.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Пространственная и временная когерентность оптического поля
В теории когерентности волнового поля определяются качественные и количественные за-
кономерности степени согласованности протекания колебаний, возбуждаемых полем в различных
точках пространства и, в общем случае, при произвольной взаимной временной задержке t
Δ
меж-
ду этими колебаниями. Степень когерентности колебаний оценивается за достаточно длительный
временной период наблюдения.
Монохроматическое (строго одночастотное) волновое поле полностью когерентно во всех
точках поля и при любой временной задержке t
Δ
между колебаниями, поскольку в таком поле от-
сутствуют временные флуктуации и амплитуды, и фазы, и частоты колебаний. Однако монохро-
матические и точечные источники света – это теоретическая идеализация. Естественные и искус-
ственные источники света излучают в спектральном диапазоне конечной ширины и имеют не то-
чечное, а протяженное тело излучения. Поэтому волновое поле реальных источников частично ко-
герентно. Такое поле имеет ограниченную пространственную область, в которой колебания вза-
имно когерентны, и ограниченное время когерентных колебаний в каждой точке пространства.
Размеры области когерентности определяются длиной поперечной
⊥
ρ
и длиной продольной
c
L
пространственной когерентности, время когерентных колебаний в одной точке пространства на-
зывают временем когерентности
c
τ
.
С помощью представления о пространственной когерентности волнового поля определяет-
ся согласованность колебаний в двух точках пространства
1
P
и
2
P
(рис. 1) без какой-либо времен-
ной задержки
t
Δ
между этими колебаниями.
Рис. 1. К определению пространственной когерентности оптического поля.
