Luz coherente para niños
Se denomina luz coherente a la luz que está formada por ondas de luz que se mueven de forma muy organizada y coordinada. Esto significa que sus "pasos" (su fase) están siempre relacionados de una manera predecible. Si conoces cómo se comporta la luz en un punto en un momento dado, puedes saber cómo se comportará en otro punto o en otro momento.
Existen dos tipos principales de coherencia en la luz: la coherencia temporal y la coherencia espacial.
Contenido
¿Qué es la coherencia temporal?
La coherencia temporal se refiere a qué tan bien la luz mantiene su organización en un mismo lugar a lo largo del tiempo. Imagina que estás observando una onda de luz en un punto específico. Si la luz es coherente temporalmente, su "paso" o fase en un momento dado será muy similar a su fase un poco después.
El tiempo de coherencia es el tiempo máximo durante el cual la diferencia de fase de la onda en un punto sigue siendo predecible. Cuanto mayor sea este tiempo, más coherente temporalmente será la luz.
¿Cómo se mide la coherencia temporal?
La coherencia temporal se puede medir usando un aparato llamado interferómetro de Michelson. Este instrumento divide un rayo de luz en dos y luego los vuelve a unir para ver cómo interactúan. Si las ondas están bien coordinadas, se formarán patrones de interferencia claros.
Aplicaciones de la coherencia temporal
Los aparatos LASER producen luz con una coherencia temporal muy alta. Esta característica es muy útil en muchas aplicaciones, como:
- Medir distancias con gran precisión.
- Calcular velocidades de objetos.
- Detectar vibraciones muy pequeñas.
¿Qué es la coherencia espacial?
La coherencia espacial se refiere a qué tan bien la luz mantiene su organización entre diferentes puntos de un mismo rayo de luz. Piensa en un rayo de luz que se propaga. Si la luz es coherente espacialmente, las ondas en dos puntos distintos de ese rayo (por ejemplo, uno al lado del otro) mantendrán una relación de fase constante. Es decir, sus "pasos" estarán coordinados entre sí.
En la mayoría de las fuentes de luz, la coherencia espacial no es perfecta. Solo los puntos que están muy cerca unos de otros dentro del rayo tienen una relación de fase constante. A esta zona se le llama área de coherencia.
Diferencias en el área de coherencia
Para las fuentes de luz comunes, como una bombilla, el área de coherencia es muy pequeña, alrededor de 0.0001 milímetros cuadrados. En cambio, para un láser, el área de coherencia es mucho más grande, aproximadamente 1 milímetro cuadrado. Esto significa que la luz láser es mucho más organizada en su espacio.
¿Cómo se detecta la coherencia espacial?
La coherencia espacial en un rayo de luz se puede detectar con el famoso experimento de Young. En este experimento, la luz pasa por dos pequeñas rendijas y crea un patrón de interferencia si es coherente espacialmente.
Efectos de la coherencia espacial
La coherencia espacial también influye en otras propiedades importantes de la luz láser:
- Afecta la divergencia del rayo láser, es decir, qué tan poco se dispersa la luz a medida que avanza. Esto está relacionado con su capacidad de viajar en una dirección muy específica.
- Influye en el tamaño del punto que se forma cuando el rayo láser atraviesa una lente. Una mayor coherencia espacial permite enfocar la luz en un punto muy pequeño y brillante.
Véase también
En inglés: Coherence (physics) Facts for Kids
- Láser
- Polarización electromagnética
