Interferometrie
Physik
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Definition
Eine kohärente Welle (meist Licht) wird in zwei Teilwellen aufgeteilt. Die Teilwellen legen unterschiedliche Wege zurück. Anschließend werden sie wieder überlagert. Aufgrund der Wegdifferenz treffen die Wellen mit unterschiedlicher Phase zusammen und erzeugen ein Interferenzmuster aus hellen und dunklen Streifen. Schon eine Wegänderung von einem Bruchteil der Wellenlänge verschiebt das Interferenzmuster messbar. Daher können extrem kleine Längenänderungen bestimmt werden.
Tischversuch
Mit einem sehr einfachen Tischversuch kann man die Grundidee der Messung von Entfernungen per Interferometrie betrachten. Ein billiger Laserpointer, ein dünner Nagel (stellvertretend für ein noch dünneres Haar) und ein Lineal genügen.
Das Interferenzmuster ist groß genug, dass man es mit einem einfachen Lineal vermessen kann.
Aus dem Abstand der Maxima des Interferenzmusters, der Wellenlänge des Lasers und der (bekannten) Breite des Nagels kann man dann auf die Entfernung des Nagels zur Wand, die als Schirm dient, schließen. Die Grundidee der Interferometrie ist es immer, irgendwelche messbaren Eigenschaften eines Interferenzbildes für die Messung einer Entfernung zu nutzen.
Michelson-Interferometer
Mit einem solchen Aufbau konnten Physiker schon im 19. Jahrhundert zeigen, dass die Idee einer materiellen Grundlage als Träger der Lichtwellen im Weltraum zu großen Widersprüchen führt. Diese Widerlegung eines Lichtäthers führte dann Anfang des 20. Jahrhunderts zu Albert Einsteins Relativitätstheorie. Siehe dazu auch 👉 Michelson-Morley-Experiment