Кохерентност (физика)

Во физиката, два или повеќе извори се кохерентни доколку тие имаат постојана фазна разлика, иста честота и ист бранов облик. Кохерентноста е идеално својство на брановите кое овозможува стационарна интерференција. За да се објасни оваа појава создадени се повеќе концепти, кои не се цеолосно точни, бидејќи никогаш не се случуваат во природата, но ни помагаат подобро да разбереме како функционираат брановите.

Интереференцијата е собирање на бранови функиции. Конструктивни или деструктивни интерференции се појави во кои два или повеќе бранови интерферираат, дури и ако збирот е комплициран или е незначителен.

Кога два брана интерферираат, тие можат да се соберат создадат еден бран со поголема амплитуда (конструктивна интерференција) или пак да се одземат за да создадат бран со помала амплитуда (деструктивна интерференција), во зависнот од фазната разлика.

Просторната кохерентност го разгледува односот помеѓу бранови во различни точки во просторот, или надолжно или трансферзално. Временска кохерентност го разгледува односот помеѓу бранови разгледанувани во различни моменти во времето. И просторната и временската кохерентност биле разгледувани во Мајкелсонов-Морлиевиот обид и Јунговиот експеримент. Откако граничните вредности се најдени во Мајкелсоновиот интерферометар, кога едно од огледалата ќе почне полека да се оддалечува, времето кое е потребно за зракот да патува се зголемува и граничните вредности ќе станат побледи и на крај ќе ги снема, ова ја покажува временската кохерентност. Слично на тоа , доколку во Јунговиот експеримент, растојанието меѓу двата засеци е зголемен , кохерентноста полека ќе се намалува, сè додека не ја снема, ова ја покажува просторната кохерентност. Во двата случаи, амплитудата полека ќе ја снема поради тоа што патната разлика се зголемува над кохерентната должина.

Кохерентност и корелација

Кохерентноста на два брана покажува во каков сооднос се брановите како пресметани со помош на функцијата за вкрстена корелација. Со вкрстената корелација може да се предвиди фазата на вториот бран со тоа што се знае фазата на првиот. На пример, ако се земат два брана кои целосно се во корелација во секое време, во било кое време, фазната разлика ќе биде константна. Ако, кога се комбинирани, тие прикажуваат тотална конструктивна интерференција, тотална деструктивна интерференција или нешто измеѓу но со постојана фазна разлика, тогаш следи дека тие се тотално кохерентни.

Примери за брановидни состојби

Овие состојби се слични по нивната природа, која е дефинирана преку брановата равенка.

• бранови во јаже (нагоре и надолу) или т.н. „слинки“(набивање и издолжување)
• површински бранови во течности;
• Електромагнетни сигнали ( полиња ) во
• Звук;
• Радио бранови и микро бранови;
• Светлински бранови;
• Електрони, атоми и било кое тело(како тенисерско топче), како што е кажано во квантанта физика;

Во повеќето од овие системи, бранот може директно да се измери. Следи дека, неговата корелација со друг бран може да биде пресметана. Но, во оптиката, електричното поле не може директно да се измери, бидејќи осцилира толку брзо што детекторите не можат да го измерат. Наместо тоа, се мери интензитетот на светлината. Поголемиот дел на концепти кои употребуваат кохерентност биле развиени во областа на оптиката ,а потоа и во други области. Па така, многу од стандардните мерки за кохерентност се индиректни , дури во полиња каде бранот може директно да биде измерен.