空间相干性kongjianxiangganxing

普通单色扩展光源产生的光场中，某两点同一时刻的光振动之间的相关性。1865年，费尔德首先研究了扩展光源光场的相干面积。普通非单色扩展光源产生的光场中，空间某点某时刻的光振动与另一点任意时刻的光振动叠加时，仅当两点在一定的空间范围内，两个时刻在一定的时间间隔内，才能产生干涉，我们称光场是部分相干的，光源具有部分相干性。空间相千性是部分相干性的个圾端情况，即光源是单色的，相干性与光源的扩展有关。用杨氏双孔千涉实验可考察光源的空间相干性。屏A上双孔S1和S2发出的衍射光波与S₁和S₂的光振动有关。若在观察屏P上有干涉条纹，则S₁和S₂两点的光振动是相关的；若无干涉条纹，则它们不相关。当S为点光源时，无论S₁和S₂相距多远，在P上总有干涉条纹，即全空间内各点的光振动之间都是相关的。当S为扩展光源时，扩展光源上的各点都产生自己的干涉条纹，总的光强分市是这些条纹光强的非相干叠加。由于条纹互相错开，叠加后的条纹可见度会下降甚至为零。S₁和S2必须在限定的区域内，P上才有干涉条纹。这说明光场中只有部分空间内的点的光振动之间才相关，这种光场是部分相干的，这种部分相干性与空间相联系，所以称空间相干性。

屏P上有干涉条纹时，S₁和S₂之间的最大距离称横向相干宽度，记作b，用它来量度光场的空间相干性，b值大，光源的空间相干性好。若光源在与A平行的面内扩展成线光源，线光源与S₁和S₂的连线平行，并且以S1S2的中垂线与光源的交点S为中心扩展，宽度为α，则b==λ/a。式中l为光源到S₁S₂的距离，λ为光的波长。若光源扩展为面光源，则在屏A上光振动相关的点的集合为一面元，称其面积为相干面积。若面光源是边长为α的正方形面，则相干面积为b2。光源是直径为α的圆面时，横向相干宽度为1.22lλ/a。在地球表面，太阳光的相干面积约为3×10-³平方毫米。在干涉实验中，一般采用扩展光源，双扎（或双象）之间的距离必须小于与光源对应的横向相干宽度，若间距过大，可在光源前加狭缝，以减小光源有效宽度。