가간섭성 (Coherence)

Last Updated on 2026-05-14 by BallPen

가간섭성이란 무엇이고 시간적 가간섭성과 공간적 가간섭성을 알아 봐요.

가간섭성 광원을 사용해야 이중 슬릿 실험에서 간섭무늬를 관찰할 수 있어요.

이 글에서는 가간섭성이란 무엇이고, 시간적 가간섭성과 공간적 가간섭성에 대해 알아 봐요.

1. 가간섭성 조건

가간섭성 광원이란 두 파동이 중첩될 때 시간이 지나도 일정한 위상 관계를 유지하여 안정적인 간섭 무늬를 만들 수 있는 빛을 말해요.

간섭무늬가 관찰되기 위해서는 두가지 요건이 있어야 하는데요. 이 두가지 요건을 모두 충족해야 간섭무늬가 만들어져요.

첫번째는, 단색성(Monochromaticity)이에요. 이것은 두 슬릿을 통과한 빛의 파장이 같아야 해요. 만일 파장이 다르면 스크린 상 위치에 따라 간섭 조건이 계속 달라져 무늬가 뭉개져 버립니다.

두번째는, 일정한 위상차(Constant Phase Difference)에요. 두 슬릿을 통과한 골과 마루가 만나는 시점에서 시간에 따라 그 위상차가 변하지 않아야 합니다.

2. 가간섭성 종류

가간섭성은 크게 다음 두가지 관점에서 이야기를 해요.

구분	의미	특성
시간적 가간섭성 (Temporal Coherence)	광원에서 방출된 빛이 얼마나 오래동안 일정한 위상을 유지하는가?	단색성이 높을수록, 즉 파장 대역이 좁을 수록 커짐. ex)색필터 사용
공간적 가간섭성 (Spatial Coherence)	파면 상의 서로 다른 지점들이 얼마나 일정한 위상 관계를 갖는가?	광원의 크기가 작을수록, 즉 점광원에 가까울수록 커짐. ex) 핀홀 활용

3. 대표적 예시

가간섭성이 좋은 광원은 레이저로서 모든 빛이 같은 파장과 위상으로 정렬되어 나아갑니다. 따라서 별도의 색필터나 핀홀 없이도 이중 슬릿에 비추면 스크린에 아주 선명한 간섭무늬를 볼 수 있어요.

반대로 가간섭이 나쁜 광원은 백열등이나 햇빛이 그 예입니다. 이러한 광원들은 수많은 원자가 무작위로 빛을 보내기 때문에 파장도 제각각이고 위상도 순식간에 변합니다. 이런 빛은 간섭무늬가 생기자마자 다른 위상의 빛에 의해 상쇄되어 우리 눈에는 그저 일반적인 밝기로만 보이게 됩니다.