Monokromatikus fény vs koherens fény
A monokromatikus fény és a koherens fény két olyan téma, amelyet a modern fényelmélet tárgyal. Ezek az ötletek fontos szerepet játszanak olyan területeken, mint a lézertechnológia, a spektrofotometria és spektrometria, az akusztika, az idegtudomány és még a kvantummechanika is. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi az a koherens és monokromatikus fény, ezek definíciói, a koherens és a monokromatikus fény közötti hasonlóságok és különbségek.
Monokromatikus fény
A „mono” kifejezés egyedi tárgyra vagy alanyra utal. A „króm” kifejezés színekre utal. A „monokróm” kifejezés egyetlen színre utal. A monokromatikus kifejezés megértéséhez először meg kell érteni az elektromágneses spektrumot. Az elektromágneses hullámokat energiájuk szerint több régióba sorolják. Röntgensugarak, ultraibolya, infravörös, látható, rádióhullámok, hogy csak néhányat említsünk ezek közül. Minden, amit látunk, az elektromágneses spektrum látható tartománya miatt látható. A spektrum az elektromágneses sugarak intenzitásának és energiájának görbéje. Az energia hullámhosszban vagy frekvenciában is ábrázolható. A folytonos spektrum olyan spektrum, amelyben a kiválasztott tartomány összes hullámhosszának van intenzitása. A tökéletes fehér fény egy folyamatos spektrum a látható területen. Meg kell jegyezni, hogy a gyakorlatban gyakorlatilag lehetetlen tökéletes folytonos spektrumot elérni. Az abszorpciós spektrum az a spektrum, amelyet azután kapunk, hogy folytonos spektrumot küldünk át valamilyen anyagon. Az emissziós spektrum az a spektrum, amelyet a folytonos spektrum eltávolítása után kapunk az abszorpciós spektrum elektronjainak gerjesztése után.
Az abszorpciós spektrum és az emissziós spektrum nagyon hasznos az anyagok kémiai összetételének meghatározásában. Egy anyag abszorpciós vagy emissziós spektruma az anyagra egyedi. Mivel a kvantumelmélet szerint az energiát kvantálni kell, a foton frekvenciája határozza meg a foton energiáját. Mivel az energia diszkrét, a frekvencia nem folytonos változó. A frekvencia valójában egy diszkrét változó. A szembe beeső foton színét a foton energiája határozza meg. Az egyetlen frekvenciájú fotonokat tartalmazó sugarat monokromatikus sugárzásnak nevezzük. Egy ilyen sugár fotonsugarat hordoz, amelyek azonos színűek, így megkapják a „monokromatikus” kifejezést.
Koherent fény
A koherencia a fény olyan tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy a hullámok átmeneti vagy stacioner interferenciamintákat alkossanak. A koherenciát két hullámra határozzuk meg. Ha két hullám monokromatikus (azonos hullámhosszú) és azonos fázisú, akkor ezt a két hullámot koherens hullámnak definiáljuk. Az ilyen hullámokat generáló forrásokat koherens forrásoknak nevezzük. Az ilyen hullámok felhasználhatók az optikai út jellemzőinek tanulmányozására. Ez úgy történik, hogy az egyik sugarat a kívánt útvonalon, a másikat pedig ellenőrző tesztként küldjük el.
Mi a különbség a koherens és a monokromatikus fény között?
• A koherens fénynek azonos fázisúnak és frekvenciájának kell lennie. A monokromatikus fénynek csak azonos frekvenciájúnak kell lennie.
• Egy koherens forrás mindig monokromatikus, míg a monokromatikus forrás lehet koherens forrás, de lehet, hogy nem.
• Gyakorlatilag két különálló forrás használható monokromatikus forrásként, de a koherencia érdekében két, egyetlen monokromatikus forrásból tervezett virtuális forrást kell használni.
