Στη Φυσική, Τι είναι το μήκος συνοχής;

Στην οπτική, που είναι ο κλάδος της φυσικής που ασχολείται με το φως και τις ιδιότητές του, το μήκος συνοχής (CL) είναι η μέγιστη απόσταση που μπορεί να διανύσει μια δέσμη φωτός ή άλλο ηλεκτρομαγνητικό φαινόμενο, ενώ εξακολουθεί να διατηρεί έναν καθορισμένο βαθμό χρονικής συνοχής. Η χρονική συνοχή αναφέρεται στο ημιτονοειδές σχήμα ενός διαδιδόμενου κύματος και στην ικανότητα πρόβλεψης όπου στη φάση του ένα κύμα θα είναι μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Εάν το φως είναι συνεκτικό, παραμένει σε φάση με τον εαυτό του. Ως αποτέλεσμα, ορισμένα κείμενα αναφέρονται επίσης στον χρόνο συνοχής, ο οποίος είναι το μήκος συνοχής διαιρούμενο με την ταχύτητα του φωτός.

Το μήκος συνοχής επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες: την καθαρότητα και την ισχύ του φωτός που χρησιμοποιείται, το συγκεκριμένο μήκος κύματος, την παρουσία δυναμικής διασποράς και περίθλασης. Αν και ο όρος «μήκος συνοχής» χρησιμοποιείται κυρίως στην οπτική, πολλές από τις έννοιες της οπτικής έχουν γενικευθεί σε οποιαδήποτε κατάσταση που περιλαμβάνει τη διάδοση κυμάτων, όπως τα ραδιοκύματα, τα ηχητικά κύματα και τα κύματα συμπίεσης. Χρησιμοποιείται επίσης σε συζητήσεις για την υπεραγωγιμότητα, πιθανώς επειδή τα ηλεκτρόνια μπορούν επίσης να θεωρηθούν ως κύματα υπό ορισμένες συνθήκες.

Μια σημαντική εφαρμογή του μήκους συνοχής είναι η ολογραφία, η εγγραφή και η αναπαράσταση τρισδιάστατων εικόνων. Η ολογραφία λειτουργεί καταγράφοντας την αλληλεπίδραση μεταξύ δύο ακτίνων λέιζερ – μιας δέσμης αναφοράς και μιας δέσμης αντικειμένου. Το μήκος συνοχής του χρησιμοποιούμενου λέιζερ είναι η μέγιστη διαφορά διαδρομής που μπορεί να επιτραπεί μεταξύ των ακτίνων, επομένως χρησιμεύει ως όριο στο βάθος του ολογράμματος που μπορεί να καταγραφεί. Για ένα κοινό λέιζερ νέον ηλίου πέντε milliwatt, αυτό το CL περιορίζεται σε περίπου 6-8 ίντσες (15.2-20.3 cm).

Μια άλλη εφαρμογή του μήκους συνοχής είναι στις τηλεπικοινωνίες, η μετάδοση μηνυμάτων μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού σήματος. Εδώ το CL είναι η μέγιστη απόσταση που μπορεί να σταλεί ένα μήνυμα χωρίς να αναμεταδοθεί με κάποιο τρόπο. Για τα ραδιοκύματα, το μήκος μπορεί να προσεγγιστεί διαιρώντας την ταχύτητα του φωτός μέσω αυτού του μέσου με το εύρος ζώνης του σήματος. Οι παρεμβολές, η διασπορά και η περίθλαση μπορούν να μειώσουν αυτό το εύρος. Για τις οπτικές επικοινωνίες, το CL είναι ευθέως ανάλογο με το τετράγωνο του κεντρικού μήκους κύματος της πηγής και αντιστρόφως ανάλογο με τον δείκτη διάθλασης του μέσου που χρησιμοποιείται και το φασματικό πλάτος του σήματος.