Когерентность и монохроматичность световых волн.
Интерференцию света можно объяснить, рассматривая интерференцию волн (см. § интерференция волн). Необходимым условием интерференции волн является их когерентность, т. е. согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Этому условию удовлетворяют монохроматические волны — неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты. Так как ни один реальный источник не дает строго монохроматического света, то волны, излучаемые любыми независимыми источниками света, всегда некогерентны. Поэтому на опыте не наблюдается интерференция света от независимых источников, например от двух электрических лампочек или от разных точек нити накала одной лампочки.
Понять физическую причину немонохроматичности, а следовательно, и некогерентности
волн, испускаемых двумя независимыми источниками света, можно исходя из самого
механизма испускания света атомами. В двух самостоятельных источниках света
атомы излучают независимо друг от друга. В каждом из таких атомов процесс
излучения конечен и длится очень короткое время (
с). За это время возбужденный атом возвращается в нормальное
состояние и излучение им света прекращается. Возбудившись вновь, атом снова
начинает испускать световые волны, но уже с новой начальной фазой. Так как
разность фаз между излучением двух таких независимых атомов изменяется при
каждом новом акте испускания, то волны, спонтанно излучаемые атомами любого
источника света, некогерентны. Таким образом, волны, испускаемые атомами,
лишь в течение интервала времени 
с имеют приблизительно постоянные амплитуду и фазу колебаний,
тогда как за больший промежуток времени и амплитуда, и фаза изменяются. Прерывистое
излучение света атомами в виде отдельных коротких импульсов называется волновым
цугом.
Описанная модель испускания света справедлива и для любого макроскопического источника, так как атомы светящегося тела излучают свет также независимо друг от друга. Это означает, что начальные фазы соответствующих им волновых цугов не связаны между собой. Помимо этого, даже для одного и того же атома начальные фазы разных цугов отличаются для двух последующих актов излучения. Следовательно, свет, испускаемый макроскопическим источником, некогерентен.
Любой немонохроматический свет можно представить в виде совокупности сменяющих
друг друга независимых гармонических цугов. Средняя продолжительность одного
цуга 
называется временем когерентности. Когерентность
существует только в пределах одного цуга, и время когерентности не может превышать
время излучения, т. е. 
. Прибор обнаружит четкую интерференционную картину лишь
тогда, когда время разрешения прибора значительно меньше времени когерентности
накладываемых световых волн.
Если волна распространяется в однородной среде, то фаза колебаний в определенной
точке пространства сохраняется только в течение времени когерентности 
. За это время волна распространяется в вакууме
на расстояние 
называемое длиной когерентности (или длиной цуга). Таким
образом, длина когерентности есть расстояние, при прохождении которого две
или несколько волн утрачивают когерентность. Отсюда следует, что наблюдение
интерференции света возможно лишь при оптических разностях хода, меньших длины
когерентности для используемого источника света.
Чем ближе волна к монохроматической, тем меньше ширина 
спектра ее частот и, как можно показать, больше ее время
когерентности 
, а следовательно, и длина когерентности 
- Когерентность колебаний, которые совершаются
в одной и той же точке пространства, определяемая степенью монохроматичности
волн, называется временной когерентностью.