Yksivärinen valo vs. koherentti valo
Yksivärinen valo ja koherentti valo ovat kaksi aihetta, joista keskustellaan nykyajan valoteoriassa. Näillä ideoilla on tärkeä rooli esimerkiksi LASER-tekniikan, spektrofotometrian ja spektrometrian, akustiikan, neurotieteen ja jopa kvanttimekaniikan aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä koherentti ja yksivärinen valo ovat, niiden määritelmät, samankaltaisuudet ja erot koherentin valon ja yksivärisen valon välillä.
Yksivärinen valo
Termi "mono" viittaa yksittäiseen esineeseen tai kohteeseen. Termi "kromi" viittaa väreihin. Termi "yksivärinen" viittaa yksiväriseen. Yksivärisen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä sähkömagneettinen spektri. Sähkömagneettiset aallot luokitellaan useille alueille energiansa mukaan. Röntgensäteet, ultravioletti-, infrapuna-, näkyvät, radioaallot ovat muutamia niistä. Kaikki, mitä näemme, näkyy sähkömagneettisen spektrin näkyvän alueen ansiosta. Spektri on sähkömagneettisten säteiden voimakkuuden ja energian suhde. Energiaa voidaan esittää myös aallonpituudella tai taajuudella. Jatkuva spektri on spektri, jossa kaikilla valitun alueen aallonpituuksilla on voimakkuutta. Täydellinen valkoinen valo on jatkuva spektri näkyvällä alueella. On huomattava, että käytännössätäydellisen jatkuvan spektrin saaminen on käytännössä mahdotonta. Absorptiospektri on spektri, joka saadaan lähettämällä jatkuva spektri jonkin materiaalin läpi. Emissiospektri on spektri, joka saadaan sen jälkeen, kun jatkuva spektri on poistettu elektronien virittämisen jälkeen absorptiospektrissä.
Absorptiospektri ja emissiospektri ovat erittäin hyödyllisiä materiaalien kemiallisten koostumusten löytämisessä. Aineen absorptio- tai emissiospektri on ainutkertainen aineelle. Koska kvanttiteoria ehdottaa energian kvantisointia, fotonin taajuus määrää fotonin energian. Koska energia on erillinen, taajuus ei ole jatkuva muuttuja. Taajuus on itse asiassa erillinen muuttuja. Silmään sattuvan fotonin väri määräytyy fotonin energian avulla. Säde, jolla on vain yhden taajuuden fotoneja, tunnetaan yksivärisenä säteenä. Tällainen säde kuljettaa fotonisädettä, jotka ovat samanvärisiä ja saavat siten termin "yksivärinen".
Koherentti valo
Koherenssi on valon ominaisuus, jonka avulla aallot voivat muodostaa väliaikaisia tai paikallaan olevia häiriökuvioita. Koherenssi määritellään kahdeksi aalloksi. Jos kaksi aaltoa ovat yksivärisiä (joilla on sama aallonpituus) ja ovat saman vaiheen, nämä kaksi aaltoa määritellään koherenteiksi aalloksi. Tällaisia aaltoja tuottavat lähteet tunnetaan yhtenäisinä lähteinä. Tällaisia aaltoja voidaan käyttää optisen reitin ominaisuuksien tutkimiseen. Tämä tapahtuu lähettämällä yksi säde halutun polun läpi ja toinen lähettämällä kontrollitesti.
Mitä eroa on koherentilla valolla ja yksivärisellä valolla?
• Koherentilla valolla on oltava sama vaihe ja sama taajuus. Yksivärisellä valolla on oltava vain sama taajuus.
• Koherentti lähde on aina yksivärinen, kun taas yksivärinen lähde voi olla tai olla olematta koherentti lähde.
• Kaksi erillistä lähdettä voidaan käytännössä käyttää yksivärisenä lähteenä, mutta yhtenäisyyden vuoksi on käytettävä kahta virtuaalista lähdettä, jotka on suunniteltu yhdestä yksivärisestä lähteestä.
