Erklärung — Aufbau und Messprinzip
Aufbau und Idee
Ein Strahlteiler spaltet das Licht in zwei Teilstrahlen. Jeder läuft zu einem Spiegel und wird zurückgeworfen; am Strahlteiler vereinen sich beide wieder und interferieren auf dem Detektor. Verschiebt man einen Spiegel, ändert sich der Weg eines Teilstrahls — und das Interferenzbild (konzentrische Ringe) wandert.
- Strahlteiler:Der Teiler spaltet das Licht in zwei Teilstrahlen, die je zu einem Spiegel laufen.
- Überlagerung:Am Teiler vereinen sich beide Strahlen wieder und interferieren als Ringmuster auf dem Detektor.
- Faktor 2:Verschiebt man den beweglichen Spiegel um \(\Delta d\), wächst der Gangunterschied um \(\Delta s=2\Delta d\).
- Ringe zählen:Pro \(\lambda/2\) Verschiebung wandert ein Ring durch: \(N=\dfrac{2\Delta d}{\lambda}\).
Der Detektor wird abwechselnd hell und dunkel — pro halber Wellenlänge ein voller Hell-Dunkel-Wechsel. Gezählt werden die Ringe mit \(N=2\Delta d/\lambda\).
Der Faktor 2 und das Ringzählen
Verschiebt man den Spiegel um \(\Delta d\), verlängert sich der Lichtweg um das Doppelte — denn das Licht läuft hin und zurück:
Gangunterschied beim Michelson:
\(\Delta s=2\,\Delta d\)
Aufbau: Ein Strahlteiler spaltet das Licht in zwei Teilstrahlen, die an Spiegeln zurückgeworfen werden und am Teiler als Ringmuster interferieren.
Faktor 2: Verschiebt man einen Spiegel um \(\Delta d\), läuft das Licht hin und zurück; der Gangunterschied wächst um \(2\Delta d\). Pro \(\lambda/2\) Verschiebung wandert ein Ring durch.
Pro halber Wellenlänge Verschiebung wächst der Gangunterschied um eine ganze Wellenlänge — ein Ring wandert durch. Zählt man N Ringe, gilt:
Anzahl der Ringe:
\(N=\dfrac{2\,\Delta d}{\lambda}\qquad\lambda=\dfrac{2\,\Delta d}{N}\)
Allgemeine Hinweise
Faktor 2
\(\Delta s=2\Delta d\) — hin und zurück.
Ein Ring
Pro \(\lambda/2\) Verschiebung ein Ring.
Einheiten
µm und nm in Meter umrechnen.
Vertiefung
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