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光的相干性,什么是相干光

光的相干性,什么是相干光摘要: 相干光(coherence)指的是两个光的波动(光波)在传播过程中保持着相同的的相位差,具有相同的频率,或者有完全一致的波形。这样的两束光可以在传播过程中产生稳定的干涉,也就是相长...

相干光(coherence)指的是两个光的波动(光波)在传播过程中保持着相同的的相位差,具有相同的频率,或者有完全一致的波形。

这样的两束光可以在传播过程中产生稳定的干涉,也就是相长干涉、相消干涉。但在现实中完美的相干光能是不存在的,通常用相干性来描述光的相干性能,包含时间相干性和空间相干性。

激光是一种相干光,这是激光这一崭新光源与普通光源最重要的区别。

那么,什么是光的相干性呢?我们不妨用水波来进行解释:当你同时向平静的湖水中投入两块石头后,它们就各自组成了一组水波。两组水波各自进行独立的传播,但又互相影响,相互干扰,这叫“波的干涉现象”。如果我们再仔细观察这两组水波相互干涉时,就会进一步发现,要是两组波峰与波峰相遇,则波浪起伏得更高;同样,如波谷与波谷相遇,则波浪凹处会变得更深。要是一组水波的波峰与另一组水波的波谷相遇,那么波浪就将互相抵消。这种现象就称为“波的叠加现象”。波的叠加原理是:每一个波在其所到达的区域内,都独立地激发起振动,与是否同时存在其他波无关;而当两列波产生干涉,同时作用于某一点上时,则该点的振动等于每列波单独作用时所引起的振动的代数和。我们把能够产生干涉现象的两列波称为“干涉波”。发出相干波的波源称为“相干波源”。

两束光的相干条件是频率相同,光矢量(即电场强度矢量E)的振动方向相同和在相遇处两束光的相位差恒定,从激光器出来的激光通常有很好的相干性,包含时间相干性和空间相干性。光的相干指的是两个光的波动(光波)在传播过程中保持着相同的的相位差,具有相同的频率,或者有完全一致的波形。从激光器出来的激光通常有很好的相干性。这种激光在分束后合并可以产生稳定的相干条纹。

相干光是指在时间和空间上具有固定的相位关系的光波。在相干光中,光波的振动方向和振幅都是有规律地变化的,而且不同波长的光波之间存在特定的相位差。

相干光可以通过干涉和衍射等现象进行观察和研究。其中,干涉是指两个或多个相干光波相遇时产生的波的叠加效应,而衍射是指光通过一个障碍物或通过光学元件时发生的波的传播和弯曲现象。

太阳光、电灯发出的光,他们都是非相干光。不具有相干的性质。可以想象,太阳上有无数个发光点。每个发光点都发出一个光子。每一光子(电磁波)在发出时刻的相位都是随机的。因此,就没有恒定的相位差。

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