Koherenslängden

Koherenslängden är ett begrepp inom optik och vågteori som beskriver längden på en vågfront som är sammanhängande. En sammanhängande vågfront innebär att vågens fasrelationer är stabila över tid och rum. Ju längre koherenslängden är, desto mer sammanhängande är ljuset.

Koherenslängden är direkt relaterad till ljuskällans spektrala renhet. En ljuskälla med ett smalt spektrum, som en laser, har en lång koherenslängd. Detta beror på att alla fotoner har en mycket likartad våglängd och därmed en väldefinierad fasrelation. En glödlampa däremot, som emitterar ljus över ett brett spektrum, har en kort koherenslängd.

Begreppet koherenslängd är viktigt i olika optiska experiment, såsom interferometri. I Michelson-interferometern, till exempel, kan interferensmönster endast observeras om skillnaden i gången mellan de två ljusstrålarna är mindre än ljusets koherenslängd. Om gångskillnaden är större än koherenslängden kommer de två strålarnas faser att vara slumpmässigt relaterade vid detektorn, och inget stabilt interferensmönster kommer att synas.

Koherenslängden kan beräknas med hjälp av formeln Lc = c / (n * Δf), där Lc är koherenslängden, c är ljushastigheten, n är brytningsindex för mediet och Δf är bandbredden för ljuskällan. En smalare bandbredd (mindre Δf) ger en längre koherenslängd. För en monokromatisk ljuskälla, där bandbredden är noll, är koherenslängden oändlig.