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(= Kohärenzzeit). Dieses führt zu Wellenpaketen mit Längen von

(= Kohärenzlänge) mit einer

Frequenzunschärfe von etwa 20 MHz. Da die Atome im Allgemeinen in thermischer Bewegung sind, zeigt das Licht, das von (vielen) solchen Atomen emittiert wird, Dopplerverbreiterung, bei starker gegenseitiger Wechselwirkung (z. B. Stöße) der Atome auch Stoßverbreiterung. Beide Effekte verkürzen die Kohärenzzeit bzw. - länge des emittierten Lichts erheblich.

Das Modell der endlichen Wellenzüge kann nicht alle Aspekte der zeitlichen Kohärenz erklären! Es dient daher nur als Hilfsvorstellung in sehr einfachen Fällen.

Räumliche Kohärenz

Interferenz zweier Punkte entlang einer Welle

Soll die Welle mit einer räumlich verschobenen Kopie ihrer Selbst interferieren, ist räumliche Kohärenz nötig. Dieses ist beispielsweise im youngschen Doppelspaltversuch der Fall: Hier werden durch die beiden Spalte zwei Punkte aus der einfallenden Welle herausgegriffen, und zur Interferenz gebracht. Wie weit diese beiden Punkte auseinander liegen dürfen, beschreibt die Ausdehnung des Gebiets der räumlichen Kohärenz.

Van-Cittert-Zernike-Theorem

Komplexer Kohärenzgrad als Fouriertransformierte der Intenstiätsverteilung der Lichtquelle für eine runde Lichtquelle

Bei einer ausgedehnten Lichtquelle mit statistischer Phasenverteilung (d.h. LED, Glühbirne, Gasentladungslampe; für Laser nicht zutreffend) wird die räumliche Kohärenz durch die Ausdehnung und die Form der Lichtquelle bestimmt. Dabei geht es mehr um die Winkelausdehnung als um die tatsächliche Ausdehnung, so dass die räumliche Kohärenz daher mit steigender Entfernung zunimmt. Eine Punktlichtquelle hat auch bei geringem Abstand eine vollständige räumliche Kohärenz. Dieser Zusammenhang wird durch das van-Cittert-Zernike-Theorem beschrieben, das besagt, dass der komplexe Kohärenzgrad der normierten Fouriertransformierten der Intensitätsverteilung der Lichtquelle entspricht (Bedingungen: kleine Ausdehnungen der Lichtquelle und des Beobachtungsgebiets, ausreichend großer Beobachtungsabstand). Für eine kreisförmige Lichtquelle fällt die räumliche Kohärenz schnell ab und erreicht bei 1,22λ z / 2ρ ihr Minimum in Abhängigkeit vom Abstand z des Beobachtungsschirms von der Lichtquelle. Danach ist die Kohärenz nicht verloren, sondern kommt für größere Abstände (in sehr schwacher Form) wieder.