量子物理学では、コヒーレント ソースは主要かつ重要なトピックです。始める前に、「コヒーレント」という用語に慣れる必要があります。英語の辞書では、理解しやすいこと、またはアイデアがつながり、スムーズに流れることを意味します。しかし、物理学では、「コヒーレント」という言葉は異なります。
首尾一貫した情報源とは?
コヒーレンスとは、異なる波または同じ波の位相差、周波数、および振幅の間の相関関係です。
ご存じのように、光は波を発したり、生成したりします。これらの光の波が同じ周波数と波形を持ち、それらの間の位相差が一定である場合、それらはコヒーレントな光源であると言われます。
用語
ここで、上記で使用されている用語 (位相差、周波数、波形) の間で混乱する可能性があります。
混乱を解消するために、キーワードを非常に簡単かつ効果的に理解するのに役立ついくつかの基本的な定義を次に示します。
位相差 – 2 つの波の間の経路差であり、Δ x で表されます。言い換えれば、ある波が別の波より進んだり遅れたりする時間間隔.
周波数 – 1 秒間に特定のポイントを通過する波の数。これは (f) で表され、ヘルツ (Hz) で測定されます。
定義
コヒーレンスとは、単一または複数の波における物理量間の関係を説明および図示する用語です。この概念は、量子物理学において非常に重要です。
<オール>コヒーレント光源 – 光が 2 つ以上の波を放出し、同じ周波数、同じ波長、ゼロまたは一定の位相差、およびできれば同じ振幅を持つ波。
インコヒーレント ソース – 光がランダムな周波数と位相差を持つ波を放出する場合。周波数が同じで波長の位相がずれている光子は、インコヒーレントな光源では見られません。
首尾一貫したソースはどのように作成できますか?
コヒーレント光源は、光の振幅を 2 つに分割することによって形成できます。分割された光は同じ光源から発せられるため、周波数は同じで、位相差は一定です。このプロセスは、部分的な反射と屈折のプロセスによって実行できます。さらに、これらの分割された部分は、さらに互いにぶつかり合い、干渉を引き起こします。
コヒーレント光とは、光子がすべて段階的または順番に並んでいる状態、またはビーム内の位相の変化がすべての光子に対して同時に発生する状態です。周波数を正確に一致させ、位相差を一定に保つことはほとんど不可能であるため、2 つの別々のソースがコヒーレントになることはあり得ないことに注意してください。
光の波が同じである場合、2 つの光源はコヒーレントであると言われます
– 位相差と振幅
– 波長と一定の位相
– 波長と強度
– 速度と位相
コヒーレント ソースの例
<オール>レーザー光 – レーザーから放出される光は、周波数と位相が同じで、位相差が一定です。それが、それらが首尾一貫した情報源であると言われる理由です。光には光子があり、励起して波を生成します。この波はコヒーレント波と言われています。
音波 – 音波からの電気信号は、同じ周波数と位相を持っています。例えば。無線送信機。この送信機から発生する音波とその波は周波数レベルが同じで、位相差も同じです。音波は縦波である空気の振動を作り出します。それらの方向は、動いている波の方向に平行です。
コヒーレントソースの特徴
<オール>生成される波は一定の位相差を持っています。
波はすべて同じ周波数を持っています.
コヒーレント波は一定の位相関係を持っているため、干渉する可能性があります。
それらはまた、波が定常的な干渉を持つことを可能にする特性を持っています.
コヒーレント光は、光子ビームと同じ周波数を持っています。
結論
上記の議論から、同じ周波数、同じ波長、および一定の位相差を持つ光から放射される波は、コヒーレントな光源であると結論付けることができます。すべての光波または音波がコヒーレントであるとは限りません。このトピックから、コヒーレント波には一定の位相関係があると結論付けることもできます。新しい強度の光が持続可能な干渉を生成するため、最大値と最小値の位置が時間とともに変化しないようにするために、コヒーレント光源が必要です。光波が点光源から発散すると、波面は球面になります。また、単一の波または複数の波の間のすべての関係を記述する必要があります。また、心に留めておくべき最も重要なことは、独立したソースが同じ周波数や一定の位相差を持つことはないため、2 つの独立したソースがコヒーレントになることは決してないということです。
