Basiswissen

Beim klassischen Michelson^[1]-Interferometer wird ein Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt, die typischerweise Wege von einigen Zentimetern bis etwa einem Meter zurücklegen und anschließend wieder überlagert werden. Eine Änderung der Weglänge eines Arms um nur einen Bruchteil der Lichtwellenlänge verschiebt das Interferenzmuster; bei rotem Laserlicht mit λ ≈ 630 nm entspricht bereits eine Spiegelverschiebung von 315 nm dem Vorüberziehen eines Interferenzstreifens. Durch Auswertung vieler Streifen lassen sich Wegänderungen im Nanometerbereich und mit geeigneter Elektronik sogar deutlich unterhalb einer Wellenlänge messen.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Die Abbildung zeigt das Interferometer und den Weg eines Lichtstrahls, der von einem einzelnen Punkt der ausgedehnten Lichtquelle S ausgeht. Diese besteht aus einer Mattglasscheibe, welche das Licht einer monochromatischen Lampe der Wellenlänge λ diffus streut. Der Strahl trifft auf den halbdurchlässig verspiegelten Spiegel M, an dem etwa die Hälfte des Lichts reflektiert wird, während die andere Hälfte den Spiegel durchquert. Der reflektierte Anteil gelangt zum verschiebbaren Planspiegel M₁ und wird von dort durch M zurück zum Beobachter reflektiert. Der transmittierte Anteil des ursprünglichen Strahls wird am feststehenden Spiegel M₂ reflektiert und anschließend von M zum Beobachter gelenkt. Da beide Teilstrahlen vom selben Punkt der Lichtquelle stammen, sind sie kohärent und können miteinander interferieren. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, durchläuft einer der Teilstrahlen die Glasplatte M dreimal, der andere dagegen nur einmal. Damit beide Strahlen dieselbe Glasdicke durchlaufen, wird in den Arm mit M₂ eine Kompensationsplatte C aus transparentem Glas eingesetzt. Diese Platte ist ein Duplikat von M (jedoch ohne Verspiegelung) und wird gewöhnlich aus demselben Glasstück gefertigt wie M. Mit eingesetzter Kompensationsplatte beruht jede Phasendifferenz zwischen den beiden Strahlen ausschließlich auf den unterschiedlichen von ihnen zurückgelegten Weglängen. © LibreTexts Physics ☛

Fußnoten

[1] Benannt nach dem US-amerikanischen Physiker Albert A. Michelson (1852 bis 1931).

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