相干性
物理學概念 / 维基百科,自由的 encyclopedia
在物理学中,相干性(coherence)又称同调性[1],陈述两列波相互干扰的可能性。来自同一单光源的两单色光束总是相互干扰(干涉)[2]。若两个波源的频率和波形相同,则它们是相干的(coherent)或同调的。相干的的两波物理源(physical source)并不严格限单色的,它们可能是部分相干的(partly coherent)。但来自不同物理源的光束,则互为非相干的[3](incoherent)。
相干性是波的一个理想内禀属性(英语:Intrinsic and extrinsic properties),它使波可进行“定态干涉”(stationary interference,时间或空间固定下的干涉);亦即为了产生显著的干涉现象,波所需具备的性质。相干性描述一个波列在同一时间不同位置,或者在同一位置不同时间的“振动间有恒定相位关系”的特性,可分为空间相干性、时间相干性和部分相干性三种。更概括地说,相干性描述了单波与自己、多波之间、波包之间,某些物理量间的相关特性。
当两个波彼此相互干涉时,因为相位的差异,会造成相长干涉或相消干涉。假若两个正弦波的相位差为常数,则这两个波的频率必定相同,称这两个波“完全相干”。两个“完全不相干”的波,例如白炽灯或太阳所发射出的光波,由于产生的干涉图样不稳定,无法被明显地观察到。在这两种极端之间,存在着“部分相干”的波。[注 1]
相干性大致分为时间相干性与空间相干性两类。时间相干性与波的带宽有关;而空间相干性则与波源的有限尺寸有关。
波与波之间的相干性可以用相干度(英语:degree of coherence)来量度。干涉可见度(英语:interference visibility)是波与波之间的干涉图样的辐照度对比,相干度可以从干涉可见度计算出来。