為什麼會有時間相乾性
① 光源為什麼會有時間相乾性大神們幫幫忙
在物理學里,相乾性 (拉丁文 cohaerere ) ,又稱同調性,描述波在傳播時,其物理量在不同地點或不同時間的相關特性。這相關特性是由於波相位的變化而產生的。因為相位的差別,兩個波的疊加會造成建設性干涉或摧毀性干涉。假設,兩個波的相位差別為常數,則這兩個波的頻率必定相同,稱這兩個波為相乾的。相干度 (degree of coherence) 是專門用來表示波的相關特性的一種度量,可以由干涉顯明度 (interference visibility) 計算出來。干涉顯明度是兩個波干涉圖案的強度對比。 一般而言,給予不相乾的光源,我們不能夠觀測到干涉圖案[1]。例如,太陽可以被視為,由許多不相乾的發光點,聚合而成。每一個發光點只會發光一小段時間 ,製造出一個波列,而後,再也不會發光。為了要能觀測到,這類光源產生的,兩個波列疊加的干涉圖案,我們必須要有曝光時間在 數量級的攝影儀器。在舊時,並沒有這么精確的攝影儀器。所以,我們無法,從不相乾的光源,觀測到干涉圖案。 為了要觀測到干涉圖案,我們必須從不相乾的光源,製造出相乾性較高的光波。有兩種方法可以達到這目標。第一種方法稱為分隔波前法,我們可以使用狹縫過濾來增加光波的空間相乾性。從狹縫透射出來的波前,大致都有同樣的相位。楊氏雙縫實驗就是使用這種方法,來得到相乾性較高的光波。第二種方法稱為分隔波幅法。我們也可以用半透射,半反射的鏡子,將一束光波一分為二,人工製造出兩束相乾的光波。所得到的兩束光波會有同樣的相位。邁克爾遜干涉儀使用的是第二種方法。 自從雷射,激微波的發明,科學家不再被尋找相乾性的光源這問題困擾。雷射所製造出來的波列通常能維持 之久。這給予我們足夠的曝光時間來計錄干涉圖案。
② 簡述激光的時間相乾性
當然有,
光,包括激光,
時間相頌耐乾性是指光的強度與頻率或波長的關系,強度越是集中在很小的頻率范圍內,稱單色野清春性越好,
空間相乾性是指光在空間的各個點是否具體有固定的相位關系,有固定的相位關系的空間范圍越大,稱空間相乾性越好,
一般的工科大學非物理正冊專業,在講解
邁克爾遜干涉儀時,可能會講解時間相乾性,但空間相乾性一般是物理專業才講解的。
③ 光源的相干時間,相干長度是怎麼定義的
相干時間就是信道保持恆定的最大時間差范圍,發射端的同一信號在相干時間之內到達接收端,信號的衰落特性完全相似,接收端認為是一個信號。如果該信號的自相關性不好,還可能引入干擾,類似照相照出重影讓人眼花繚亂。
在物理學中,相干長度表示的是相干波(例如電磁波)保持一定的相干度進行傳播的距離。相干長度越大,相干時間越長,那麼光源的時間相乾性越好。
(3)為什麼會有時間相乾性擴展閱讀
多模(multimode)氦氖激光的相干長度一般為20厘米,而單模(singlemode)的相干長度可超過100米。一些半導體激光的相干長度可達幾百米,但小型的簡易半導體激光的相干長度較短(某二極體激光器的相干長度為20厘米)。
譜線寬度為幾千赫茲的單模纖維激光器的相干長度能大於100公里。光學頻率梳由於梳齒之間狹窄的譜線寬,也可以達到相似的相干長度。
④ 邁克爾遜干涉實驗 光源為什麼會有時間相乾性
因為實際光源發光的微觀過程是斷續的,每個原子的持續發光時間是有限的(通常小於10^-8s),因此發射的廣播都不可能是無限長的波列,而是有限長的波列。當波列的長度比兩路光的光程差小時,一路光已經通過了G1鏡,另一路光還沒有到達,因此,它們之間就不能發生干涉。只有波列長度大於兩路光的光程差時,兩路光才能在G1處相遇,才能觀察到干涉現象。
⑤ 時間相乾性的時間相乾性的產生
時間相乾性與源的單色性直接相關。例如光波,假設光源發出的波頻率在ω1-ω2的范圍內。由不同傳播路徑傳播至同一點的兩路光波具有與頻率有關的相位差。在無色散的情況下,不同頻率的光波的光程差L是一定的,而位相差等於2πL/λ。只有L=0,也就是光程差為零的時候,位相差才與波長或者說頻率沒有關系。頻率為ω1的光波的位相差與頻率為ω2的位相差之差為2πL/λ1-2πL/λ2=2πLΔλ/λ^2。而頻率在此之間的光波的位相差之差在0到這個值之間。最終的光場是各頻率光各自的相干結果的非相干疊加。當2πLΔλ/λ^2遠遠大於1時,非相干疊加就會使得干涉條紋消失。
對光波進行頻譜分析,譜線寬度越窄,或單色性越好,相干時間越長,即時間相乾性越好。
⑥ 邁克爾遜干涉儀實驗 光源為什麼會有時間相乾性
時間相乾性是指光源的頻率不同對干涉條紋的反差的影響,相應地,空間相乾性是指光源的空間分布即幾何形狀渣棗對干涉條紋空卜的反差的斗梁穗影響。
⑦ 光場的時間相乾性原理是什麼
若兩相干光的光程差超過相干此仿脊長度,或者相應的傳播時間之間超過相干時間,則森滲不能產生干涉現象,相干長度和相大卜干時間標志著相干光的性能,稱這一屬性為光的時間相乾性
相干長度: L = n*l
相干時間:t = L/c
⑧ 相乾性的概述
振動頻率相同、相差恆定的叫做相乾性。
兩個波彼此相互干涉時,因為相位的差異,會造成建設性干涉或摧毀性干涉。假若兩個正弦波的相位差為常數,則這兩個波的頻率必定相同,稱這兩個波「完全相干」。兩個「完全不相干」的波,例如白熾燈或太陽所發射出的光波,由於產生的干涉圖樣不穩定,無租旅法被明顯地觀察到。在這兩種極端之間,存在著「部分相弊納凳干」的波。
相乾性又大致分類為時間相乾性與空間相乾性。時間相乾性與波的線寬有關;而空間相乾性則與波源的有限尺寸有關。
波與波之間的的相乾性可以用相干度(degree of coherence)來茄橋衡量。干涉可見度(interference visibility)是波與波之間的干涉圖樣的輻照度對比,相干度可以從干涉可見度計算出來。