Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 10-01-2025

COHERENTIE

betekenis & definitie

(Fr.: cohérence; Du.: Kohärenz; Eng.: cohérence), in het algemeen: samenhang; meer in het bijzonder in gebruik in de fysica om de fasesamenhang in ruimte en/of tijd mee te geven tussen verschillende trillingsbronnen.

Het begrip coherentie is vooral in de fysische optica belangrijk. Wanneer het elektromagnetische golfveld in de ruimtepunten P1 en P2 van dien aard is dat de elektrische veldsterkte E (evenals de magnetische H) met dezelfde frequentie varieert en op ieder moment in beide punten gelijk is (als vector! ) dan vormen de punten P1 en P2, die volgens het principe van Huygens weer als nieuwe trillingsbronnen mogen worden opgevat, twee bronnen die onderling volkomen coherent zijn. Deze volkomen coherentie uit zich in het vermogen van P1 en P2 om op een scherm een scherp en constant interferentiepatroon te produceren, bijv. door ter plaatse van P1 en P2 zeer kleine openingen in een overigens ondoorzichtig scherm te maken; voorts zie Interferentie. Dit interferentievermogen is dus de experimentele toetsing van de coherentie en kan ook als definitie van coherentie worden gebruikt. In dat geval blijken P1 en P2 ook volkomen coherent te zijn als ze met een constant faseverschil trillen.

Omdat feitelijke lichtbronnen altijd bestaan uit zeer grote aantallen vrijwel ongecorreleerd stralende atomen en moleculen, zullen dergelijke bronnen geen waarneembare interferentie vertonen. Verlicht men echter met een dergelijke bron een zeer kleine opening die als puntbron kan worden opgevat en splitst men de golven die hierdoor worden uitgezonden om ze, na verschillende wegen te hebben laten doorlopen, ter interferentie weer samen te voegen, dan heeft men in feite twee coherente puntbronnen gesimuleerd mits het wegverschil tussen beide takken niet te groot is. De laatste eis wordt bepaald door de zgn. coherentielengte L van het licht dat door de puntbron wordt uitgezonden. Voor normaal licht is dit in de orde van één meter. Is het wegverschil groter dan L dan verdwijnt de interferentie; is het kleiner dan L dan zijn de beide gesimuleerde puntbronnen partieel coherent. Laserlicht wordt gekenmerkt door zeer grote (kilometerslange) waarden van L.

< >