Coherence - una ... onde luci cuirenti. coherence timpurali

Guardà una propagating onda in u spaziu. Coherence - a misura di i correlation frà u so fasi, misurata in punti differente. Coherence onda dipende di i carattaristichi di u so surgente.

Due tipi di coherence

A Canzona di guardà un esempiu sèmplice. I dui Suebi, spuntà, è si lampò nantu à a superficia 'acqua. Pigghiarivi chì i surghjente onda hè u solu bastone chì harmonically mmersu è cacciatu da a 'acqua rumpia a superficia calmu di a superficia' acqua. Cusì ùn ci hè un incantu correlation trà i muvimenti di i dui Populu Corsu. Ch'elli ùn ponu movi, su e giù pricisamenti in fase, quandu unu andat su, l 'àutri falà, ma la diffirenza forte trà i pusizioni di u dui Populu Corsu hè focu in tempu. Harmonically surghjente puntu armature pruduci ricci onda ammaniti.

Quandu addiscriviennu lu coherence di l 'ondi di luce, distingue u so dui tipi - francese spatial e timpurali.

Coherence si rifirisci a la capacità di lume à pruducia un mudellu vinniri. Sè dui onde luce sò purtati inseme, è ch'elli ùn creà spazii di cresce e diminuinu splendore, sò chjamati chè. S'elli elaburazione mudellu vinniri "unicu" (in u sensu di spazii cumpleta vinniri destruzzione), si sò tinuti ammaniti. Sè dui onde di creà "menu chè perfettu" picture, hè cunsideratu chì si sò parti ammaniti.

michelson in interferometer

Coherence - un finominu chì hè megliu ci spiega da un sperimentu.

In Michelson interferometer u lume di a surghjente S (chì pò esse alcunu di: u sole, stelle, o di lu laser) hè direttu nant'à un specchiu semitransparent M _0, chì raprisenta 50% di u lume, vers specchiu M ₁ è transmits 50% versu specchiu M _2. U raggiu si riflittìu da ognunu di i specchi daretu à M _0, è uguali cateni di lume, reflété da u M ₁ è M _{2 hè} salitu è pruittata nant'à un screnu B. U dispusitivu si pò cunfigurati da cambià la distanza da lu specchiu M ₁ à l 'Splitter Fasciu.

Michelson in interferometer mischia balla lu Fasciu cun versione tempu-vosi di a so. Luce chì passa nantu à u modu di u specchiu M ₁ avi a jiri a distanza u 2D di più cà un raggiu chì movi lu specchiu M _2.

U tempu longu è coherence

Cosa hè osservatu à u screnu? Quandu d '= 0 pò esse vistu un numeru di assai chjaru bandi vinniri. Quandu d 'si cresce, u gruppu diventa menu pronunzianu: i lochi scuri diventanu cresce, è di luce - dimmer. Infine, per assai grande d, più di un certu valore critica di D, u lume è circuli scuru spariscia vasciu, lassandu sulu un sfocatura.

Viotu, u campu di lume ùn pò ntirfiriri ccu versione tempu-vosi di iddu stissu, quannu l 'fiuritura tempu hè abbastanza grande. Distanza 2D - hè a durata coherence: effetti dâ sò nutava solu quandu u patrimonio in lu modu cchiù picca sta luntanu. Stu valori ponu esse cunverta duranti l _'c' u so classa da u battutu di luce c ': _{t, c} = 2D / c.

Michelson in spirimentu misurà u coherence timpurali di l 'onda di luce: u so capacità à ntirfiriri cù una versione vosi di iddu stissu. A surgente stabilized-chimique T _c = 10 ^-4 s, l _{', c} = 30 km a sud; lume filtrati da u calori T _c = 10 ^-8, l _{', c} = 3 m.

Coherence è tempu

Timpurali coherence - a misura di correlation trà li fasi di l 'ondi luce à parechji punti longu la dirizzioni propagation.

Pigghiarivi surghjente emetti na lunchizza di λ è λ ± Δλ, chì in qualchì puntu in u spaziu vi ntirfiriri à una distanza di l _c = λ ² / (2πΔλ). Induve l _'c' - lunghezza coherence.

U forte di una propagating onda in a direzzione X eni difinuta comu m = kx - ωt. Sè avemu e ricchezze onde Figure in u spaziu di tempu va à una distanza di l _c, a sfarenza forte trà i dui vettori onda Égypte ₁ è K _2, chì sò in fase à x = 0 hè uguali à Δφ = l _'c' (Égypte ₁ - Égypte _2). Quandu Δφ = 1, o Δφ ~ 60 °, la luci cchiù hè ammaniti. Vinniri e lueur hannu un effettu significativu nant'à u cuntrastu.

cusì:

• 1 = l _'c' (Égypte ₁ - Égypte _{2) = l 'c' (2π / λ} - 2π / (λ + Δλ));
• _{l 'c' (λ + Δλ - λ} ) / (λ (λ + Δλ)) ~ l 'c' Δλ / λ ² = 1 / 2π;
• L _c = λ ² / (2πΔλ).

L'onda passa à traversu u spaziu cu vilucitati c.

U tempu coherence T _c = l _'c / s. Dapoi λf = c, tandu Δf / f = Δω / ω = Δλ / λ. Avemu pò scrive

• L _c = λ ² / (2πΔλ) = λf / ( 2πΔf) = c / Δω;
• Va _c = 1 / Δω.

Sè un cunnosce lunchizza , o ultrahigh di u propagation di surgente di luce, hè pussibili a calculari l _'c' è l _'c. Hè impussibile à fighjulatu u mudellu vinniri acquistatu da dividendu u francese amplitude, comu a vinniri cosita magre, siddu l 'diffarenza chjassu otticu hè assai più cà l' _c.

surghjente coherence timpurali dici: Black.

Coherence è u spaziu

Francese spatial coherence - a misura di correlation trà li fasi di l 'ondi di luce in punti diffirenti partenu a direzzione di propagation.

Quandu u luntanu L da i surghjente monochromatic termichi (linéaire) li cui diminsioni di l 'ordine di δ linéaire, i dui Una situatu à una distanza più cà d' _{c '=} 0,16λL / δ, pruducia ùn anu un mudellu vinniri recognizable. πd _{c ^'2/4} hè u spaziu di a surghjente coherence.

Sì à tempu va voir la surghjente di δ larghezza, à colpi parpindiculari distanza L da u screnu, u screnu pò vede i dui punti (P1 è p2), spartuta da una distanza d. U campu elettricu in u P1 è p2 rapprisenta lu titre di i campi ilettricu di l 'ondi tenta da tutti i punti di a surgente, i radiazzioni ca nun eni culligatu a iddi. À onde erani exiting P1 è p2, criannu un mudellu vinniri recognizable in titre P1 è p2 duvia esse in fase.

cundizione coherence

onde luce radiated da i dui orli di a surghjente, à qualchì puntu di tempu va hannu na certa diffarenza fase direttamente in lu centru tra dui punti. U raggiu vinia da u riva manca di δ à un puntu p2 à passà in u D (sinθ) / 2 più luntanu chè u raggiu andendu à u centru. U trajectoire di lu Fasciu vinia da u riva destra di δ à puntu p2, passa in u stradellu d '(sinθ) / 2 menu. A diffirenza in luntananza un viaggiu di dui fasci si d '· sinθ e rapprisenta la diffirenza fase Δf' = 2πd · sinθ / λ. Di u luntanu da P1 à p2 longu u fronte, onda, avemu venenu Δφ = 2Δφ '= 4πd · sinθ / λ. L'ondi fora da i dui orli di a surghjente, sò in fasa incù P1 à tempu T è sò fora di forte in i rigioni 4πdsinθ / λ in p2. Dapoi sinθ ~ δ / (2L), allura Δφ = 2πdδ / (Lλ). Quandu Δφ = Δφ ~ 1 o di 60 °, à u lume hè più cunsideratu ammaniti.

Δφ = 1 -> d = Lλ / (2πδ) = 0,16 Lλ / δ.

U coherence francese spatial di li disse homogeneity fase wavefront.

lumera inc incandescent hè un esempiu di surgente di luce chè.

luci cuirenti si pò acquistatu da una surgente di raghji chè, se noi discard più di i radiazzioni. A prima filtru francese spatial si svorgi a aumintari la coherence spatial, è filtru tandu Oghji di più coherence timpurali.

serie Fourier

onda Sinusoidal billet cumplitamenti ammaniti in u spaziu è u tempu, è u so lunghezza di tempu è u spaziu coherence longhi. All onde etrusca sò leguminis onda lingua di una tretu tempu core, e aviri fini parpindiculari à a so direzzione di propagation. Mathematically, sò discritti da una funzione periodic. À truvà u frequencies prisente in u leguminis onda è di serenità una lunghezza coherence Δω tuccherà à analizà e funzioni non-periodic.

Sicondu a anàlisi Fourier, una onda periodic arbitrarie pò esse cunsidarati com'è un titre di onde die. sìntisi Fourier significa chi titre di una pluralità di onde sinusoidal permette à fabricà un waveform periodic arbitrarie.

statistiche Communication

tiuria coherence pò esse cunsideratu cum'è u cunnissioni di fisica è altre scienze, postu chì hè u risultatu di una merger di a tiuria di e statistiche erani, oltri a miccanica di statìstiche hè u sindicatu di i miccanichi statistiche. A tiurìa veni usatu a quantify i caratteri è effetti di furnace incerta nant'à u cumpurtamentu di campi, luce.

Di solitu hè impussibile a misurari furnace di u campu di onda direttamente. Individuale "s'avère s'avère" lume vede ùn pò radiufonichi direttamente, o puru cù strumenti sufisticati: u so ultrahigh hè circa 10 ¹⁵ giant € per seconda. Pudete italian solu i media.

Scrizzione di coherence

Connection di fisica è altre scienze cum'è un esempiu di coherence pò esse fattu ricerche precise in un numeru di appricazzioni. Parti campi ammaniti sò menu influinzatu da u lite limits, ch'a li interessante di cumunicazzioni laser. Ci sò ancu usata in u studiu di li riazzioni asiatica chimique-addurmisciutu: a riduzzione di effetti vinniri mener "spianate" l 'azzione di u raggiu di u testu thermonuclear. Coherence hè usata in particulare à definisce u taglia è Natural di sistema binariu stelle.

Coherence di onde luce ghjoca un rolu impurtante in u studiu di quantistica è campi classica. In u 2005, Roy J. glauber diventa unu di i vincitori di u Premiu Nobel in Fisica di a so cuntribuzione à a tiuria quantisticu di coherence òttica.