Vienkrāsaina gaisma pret koherentu gaismu
Monohromatiskā gaisma un koherentā gaisma ir divas tēmas, kas tiek apspriestas mūsdienu gaismas teorijā. Šīm idejām ir liela nozīme tādās jomās kā LASER tehnoloģija, spektrofotometrija un spektrometrija, akustika, neirozinātne un pat kvantu mehānika. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir koherents un vienkrāsains apgaismojums, to definīcijas, līdzības un atšķirības starp koherentu gaismu un monohromatisko gaismu.
Vienkrāsaina gaisma
Termins “mono” attiecas uz vienskaitļa objektu vai subjektu. Termins “hroms” attiecas uz krāsām. Termins “vienkrāsains” ir atsauce uz vienu krāsu. Lai saprastu vienkrāsainu, vispirms ir jāsaprot elektromagnētiskais spektrs. Elektromagnētiskie viļņi tiek iedalīti vairākos reģionos pēc to enerģijas. Rentgenstari, ultravioletie, infrasarkanie, redzamie, radioviļņi ir tikai daži no tiem. Viss, ko mēs redzam, ir redzams elektromagnētiskā spektra redzamā reģiona dēļ. Spektrs ir elektromagnētisko staru intensitātes diagramma pret enerģiju. Enerģiju var attēlot arī viļņa garumā vai frekvencē. Nepārtraukts spektrs ir spektrs, kurā visiem izvēlētā reģiona viļņu garumiem ir intensitāte. Ideāla balta gaisma ir nepārtraukts spektrs pār redzamo reģionu. Jāatzīmē, ka praksēpraktiski nav iespējams iegūt perfektu nepārtrauktu spektru. Absorbcijas spektrs ir spektrs, kas iegūts pēc nepārtraukta spektra nosūtīšanas caur kādu materiālu. Emisijas spektrs ir spektrs, kas iegūts pēc nepārtrauktā spektra noņemšanas pēc elektronu ierosināšanas absorbcijas spektrā.
Absorbcijas spektrs un emisijas spektrs ir ļoti noderīgi, lai atrastu materiālu ķīmiskos sastāvus. Vielas absorbcijas vai emisijas spektrs ir unikāls vielai. Tā kā kvantu teorija liecina, ka enerģija ir jākvantē, fotona enerģija nosaka fotona biežumu. Tā kā enerģija ir diskrēta, frekvence nav nepārtraukts mainīgais. Frekvence faktiski ir diskrēts mainīgais. Uz acs krītošā fotona krāsu nosaka fotona enerģija. Staru, kurā ir tikai vienas frekvences fotoni, sauc par vienkrāsainu staru. Šāds stars satur fotonu staru, kam ir vienāda krāsa, tādējādi iegūstot terminu “vienkrāsains”.
Saskaņota gaisma
Koherence ir gaismas īpašība, kas ļauj viļņiem veidot īslaicīgus vai stacionārus traucējumu modeļus. Saskaņotību nosaka divi viļņi. Ja divi viļņi ir vienkrāsaini (ar vienādu viļņa garumu) un ir vienā fāzē, šie divi viļņi tiek definēti kā sakarīgi viļņi. Avoti, kas rada šādus viļņus, ir pazīstami kā saskaņoti avoti. Šādus viļņus var izmantot, lai pētītu optiskā ceļa īpašības. Tas tiek darīts, nosūtot vienu staru pa vēlamo ceļu, bet otru nosūtot kā kontroles testu.
Kāda ir atšķirība starp koherento un monohromatisko gaismu?
• Koherentajai gaismai jābūt vienādai fāzei, kā arī vienādai frekvencei. Vienkrāsainajai gaismai jābūt tikai vienādai.
• Koherents avots vienmēr ir vienkrāsains, savukārt vienkrāsains avots var būt vai nebūt koherents avots.
• Divus atsevišķus avotus praktiski var izmantot kā vienkrāsainus avotus, bet saskaņotībai jāizmanto divi virtuālie avoti, kas izstrādāti no viena vienkrāsaina avota.
