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Kohärentes Licht - Grundlagen und Bedeutung


 

Einführung - kohärentes Licht

Kohärentes Licht ist die Voraussetzung, um Interferenz zu erzeugen (und alle damit verbundenen physikalischen "Phänomene"). Oft wird kohärentes Licht mit monochromatischem Licht gleichgesetzt, was nicht ganz korrekt ist. Kohärentes Licht ist eine elektromagnetische Welle mit nur einer bestimmten "Wellenlänge" (=> einfarbiges Licht). Im Gegensatz zu monochromatischem Lichtbesteht zwischen den einzelnen Wellen (zusätzlich) eine feste Phasenverschiebung.



Kohärentes Licht 

Wie eingangs erwähnt, handelt es sich bei kohärentem Licht um eine elektromagnetische Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge und einer bestimmten Phasenverschiebung. Darin besteht auch der Unterschied zwischen monochromatischem Licht und kohärentem Licht. Dies lässt sich auch durch das Fremdwort "kohärent" ableiten. Die Bezeichnung "kohärent" leitet sich aus dem Lateinischen und bedeutet sinngemäß "zusammenhängend". Bei einem kohärenten Licht liegt also ein "Zusammenhang" zwischen den einzelnen Wellenfronten bzw. Wellenzügen vor (=> feste Phasenverschiebung)

Im Fach Physik wird kohärentes Licht noch enger definiert. Kohärentes Licht ist eine elektromagnetische Strahlung, wobei die Wellenfronten eine festen räumlichen und zeitlichen Zusammenhang aufweisen. Die räumliche Kohärenz liegt vor, wenn alle Wellenfronten die gleiche Ausbreitung haben (feste Phasenbeziehung), während zeitliche Kohärenz vorliegt, wenn alle "Wellenfronten" die gleiche Wellenlänge haben. Erst dann wird in der Physik von kohärentem Licht gesprochen.

Licht, so wie wir es von der Sonne oder Glühlampen kennen, sendet keine kohärente Strahlung aus. Dies liegt daran, dass diese Lichtquellen Licht in alle Richtungen aussenden und nicht nur Licht einer Wellenlänge aussenden, sondern vieler Wellenlängen. Die bekannteste Quelle für kohärentes Licht ist der Laser. Jede "Laserstrahlung" weist eine zeitliche und räumliche Kohärenz auf.

Kurz nochmal zum Unterschied monochromatisches und kohärentes Licht: Positionieren wird vor einer Glühlampe einen Farbfilter, der nur noch elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge durchlässt, so erhalten wir monochromatisches Licht. Das "einfarbige" Licht ist nun zeitlich kohärent (gleiche Wellenlänge), die Ausbreitung der Wellenlängen im Raum hat aber noch keine feste Phasenbeziehung. Daher gilt, dass kohärentes Licht auch monochromatisches Licht darstellt, während monochromatisches Licht nicht immer kohärent sein muss. Dies kann man aber bei monochromatischen Licht auch erreichen, beispielsweise, indem man eine Blende vor den Farbfilter positioniert und somit die Wellenzüge (der ausbreitenden Wellen) in Phase bringt.


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