Interferometer

Interferometer sind Geräte, mit denen man Längenunterschiede sehr genau bestimmen kann. Man benutzt dabei die Wellenlänge des Lichts als Maßeinheit, indem man den Gangunterschied auf zwei zu vergleichenden Wegen bestimmt.

Strahlengang beim MICHELSON-Interferometer

Dieses Interferometer wurde von ALBERT ABRAHAM MICHELSON (1852-1931) um 1881 entwickelt und wird heute nach diesem amerikanischen Physiker benannt.
Bei einem solchen Interferometer wird das einfallende Licht am halbdurchlässigen Spiegel geteilt und legt dann den Weg L1 bzw. L2 je zweimal zurück, weil es an den Spiegeln S1 und S2 reflektiert wird (Bild 1). Der Teil des Lichtes von L1, der durch H geht und der Teil des Lichtes von L2, der an H reflektiert wird, interferiert auf dem Schirm. Ist der Gangunterschied ein ganzzahliges Vielfaches von $\lambda$, so erhält man Verstärkung. Bewegt man nun S1 z.B. um $\lambda /2$, dann wird aus dem Maximum ein Minimum. Durch Abzählen der Maximum-Minimum-Maximum-Durchgänge kann man die von S1 überstrichene Strecke in Wellenlängen-Einheiten messen.

Das MACH-ZEHNDER-Interferometer

Benannt ist dieses Interferometer nach dem österreichischen Physiker ERNST MACH (1838-1916) und L.A.ZEHNDER (1854-1949). Es ist ein Zweistrahlinterferometer. Das bedeutet: Das von der Quelle ausgesandte Licht wird am Strahlteiler St1 in zwei Teilstrahlen geteilt, die an den Spiegeln Sp1 bzw. Sp2 umgelenkt werden und am Strahlteiler St2 noch einmal aufgespalten werden (Bild 2). Auf dem Schirm findet Interferenz der beiden auf den verschiedenen Wegen ankommenden Strahlen statt. Sind die Wege unterschiedlich lang, so kann man Verstärkung oder Auslöschung der Strahlen beobachten. Das Interferenzmuster besteht aus konzentrischen Kreisen (Bild 3). Klappt man den Strahlengang des Interferometers auf, so kommt das Licht scheinbar von zwei unterschiedlich weit entfernten Lichtquellen her: Der Unterschied des Lichtwegs ist nun abhängig vom Öffnungswinkel des Lichtbündels. Für den Öffnungswinkel 0° ist er gerade so groß, wie der Abstand der virtuellen Lichtquellen. Für den extremen Winkel von 90° ist er nahezu 0. Dazwischen finden Auslöschungen und Verstärkungen auf konzentrischen Kreisen statt.