Kaj je dolžina skladnosti v fiziki?

V optiki, ki je veja fizike, ki se ukvarja s svetlobo in njenimi lastnostmi, je dolžina koherentnosti (CL) največja razdalja, ki jo lahko prepotuje svetlobni žarek ali drug elektromagnetni pojav, medtem ko še vedno ohranja določeno stopnjo časovne koherence. Časovna koherentnost se nanaša na sinusno obliko širitvenega vala in zmožnost napovedovanja, kje v svoji fazi bo val določen trenutek. Če je svetloba koherentna, ostane v fazi sama s seboj. Zaradi tega se nekatera besedila sklicujejo tudi na čas koherentnosti, ki je dolžina skladnosti, deljena s svetlobno hitrostjo.

Na dolžino koherentnosti vpliva veliko dejavnikov: čistost in moč uporabljene svetlobe, specifična valovna dolžina, prisotnost potencialne disperzije in difrakcije. Čeprav se izraz “dolžina koherentnosti” uporablja predvsem v optiki, so bili številni koncepti iz optike posplošeni na vse situacije, ki vključujejo širjenje valov, kot so radijski valovi, zvočni valovi in ​​kompresijski valovi. Uporablja se tudi pri razpravah o superprevodnosti, verjetno zato, ker lahko elektrone pod določenimi pogoji obravnavamo tudi kot valove.

Pomembna uporaba dolžine koherentnosti je holografija, snemanje in rekreacija tridimenzionalnih slik. Holografija deluje tako, da zajame interakcijo med dvema laserskima žarkoma – referenčnim žarkom in žarkom predmeta. Dolžina koherentnosti uporabljenega laserja je največja razlika poti, ki je lahko dovoljena med žarki, zato služi kot omejitev globine holograma, ki ga je mogoče posneti. Pri običajnem helijevem neonskem laserju s pet milivatov je ta CL omejen na približno 6-8 palcev (15.2-20.3 cm).

Druga uporaba koherentne dolžine je v telekomunikacijah, prenos sporočil preko elektromagnetnega signala. Tukaj je CL največja razdalja, na katero je mogoče poslati sporočilo, ne da bi bilo nekako posredovano. Za radijske valove je mogoče dolžino približati tako, da delimo hitrost svetlobe skozi ta medij s pasovno širino signala. Interferenca, disperzija in difrakcija lahko zmanjšajo ta razpon. Za optične komunikacije je CL neposredno sorazmeren s kvadratom osrednje valovne dolžine vira in obratno sorazmeren z lomnim količnikom uporabljenega medija in spektralno širino signala.