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コヒーレンス(Coherence)とは、波の持つ性質の一つで、干渉のしやすさ(干渉縞の鮮明さ)を表す。 2つの単色波が等しい振動数を持つ場合、これらの波の干渉のしやすさは最大となる。このように、干渉のしやすさが最大となる場合を、コヒーレントであると形容する。逆に、2つの波が全く干渉しない場合は、インコヒーレントと形容する。

現実には完全にコヒーレントな光は存在しないが、レーザー光は空間的にも時間的にも非常にコヒーレンスの高い光である。そのため、しばしば、コヒーレントであると表現される。逆に太陽光や電球、蛍光灯の光はコヒーレンスの低い、完全インコヒーレントに近い光である。このような光は、しばしばインコヒーレントであると表現される。コヒーレントとインコヒーレントの中間の状態を、部分コヒーレントと表現する。

コヒーレントでない波(インコヒーレントな波)は、その振幅のフーリエ変換であるスペクトルに、ある程度の幅を持っている。 レーザーなど一般にコヒーレントと考えられている光源でも、スペクトル幅は非常に狭いが、無視できるほど十分狭いというわけではない。 無視できる場合は、その観点や目的に関してコヒーレントであると言ってよい。 白色光は、沢山の異なる振動数の光が混在している という理由でインコヒーレントである。

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図の見出し
  • 上: コヒーレントな波
  • 中: インコヒーレントな波(しかしまだ単色)
  • 下: 多数の振動数からなるインコヒーレントな波

コヒーレント光はマクスウェルの方程式で表される古典的な電磁波にもっとも近い光である。量子光学の観点から言えばスクイーズド光は(太陽光などとは異なる形で)もっともコヒーレンスの低い光である。

レーザー光は現在最も簡易なコヒーレント光源であるが、ナトリウムランプの光のような単色光をピンホールに通すことによってコヒーレント光を作ることもできる。

コヒーレント光の性質


コヒーレント光は干渉性が高く、互いに容易に干渉して干渉縞が現れる。

関連項目


光学 | 量子力学

Kohärenz (Physik) | Coherence (physics) | Luz coherente | همدوسی | Cohérence (physique) | Coerenza (fisica) | Koherens | Koherencja fal | Когерентность | Koherens

 

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