Diskussion:Michelson-Interferometer/Archiv

Diese Seite ist ein Archiv abgeschlossener Diskussionen. Ihr Inhalt sollte daher nicht mehr verändert werden. Benutze bitte die aktuelle Diskussionsseite, auch um eine archivierte Diskussion weiterzuführen.

Um einen Abschnitt dieser Seite zu verlinken, klicke im Inhaltsverzeichnis auf den Abschnitt und kopiere dann Seitenname und Abschnittsüberschrift aus der Adresszeile deines Browsers, beispielsweise

[[Diskussion:Michelson-Interferometer/Archiv#Thema 1]]

oder als Weblink zur Verlinkung außerhalb der Wikipedia

https://de.wikipedia.org/wiki/Diskussion:Michelson-Interferometer/Archiv#Thema_1

Skizze: "Aufbau des Michelson-Interferometers"

Die Skizze muss dringend durch eine physikalisch korrekte Zeichnung ersetzt werden: Der Strahlengang widerspricht dem Reflexionsgesetz nachdem der Einfall- gleich dem Ausfallwinkel ist! Worfo (nicht signierter Beitrag von Worfo (Diskussion | Beiträge) 14:17, 4. Sep. 2008 (CEST))

Ich glaube, daran passt alles. Der Strahlteiler (halbdurchlässiger Spiegel) ist nicht 45° zum einfallenden Strahl geneigt, sondern etwas weniger. Deswegen ist der Winkel zwischen gelb und blau auch nicht 90°, sondern etwas mehr und der blaue Teil trifft den Spiegel nicht exakt senkrecht. Hier is Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel. Der rechte Spiegel ist leicht gedreht, so dass auch hier Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel ist. Durch den Strahlteiler werden die Strahlen dann wieder übereinander gelegt. Im Bild knapp über der Lichtquelle würde noch ein zweites Interferenzmuster entstehen. -- FL0 14:43, 2. Feb. 2010 (CET)

Foto

Hi, habe ein Foto einer Michelson-Apparatur eingefügt und "Bestimmung des Brechungsindizes eines Gases" hinzugefügt. Gefällt euch das Foto so? Mfg sky --Skygazer 01:16, 31. Mär 2006 (CEST)

Ich finde, man erkennt auf dem Foto nicht das wesentliche. Kannst Du da vielleicht den interessanten Teil freistellen und noch beschriften oder Strahlverläufe einzeichen o.ä.? Philister 00:00, 3. Apr 2006 (CEST)

Du hast schon recht, das hab ich mir auch gedacht, daher hab ichs in relativ großer Auflösung hochgeladen. Ich wollte, dass man auch den Laser sieht, oder ist der für die Darstellung nicht so wichtig? Ich veränder es aber mal...--Skygazer 13:49, 5. Apr 2006 (CEST)

Mal abgesehen davon, dass das Foto unnütz ist, fehlt ein Bild des Interferenzmusters!(nicht signierter Beitrag von 85.182.9.216 (Diskussion | Beiträge) 00:41, 4. Dez. 2007 (CET))

Habe ein Foto von einem kleinen Michelson-Aufbau gemacht, beschriftet und eingebunden. Interferenzmuster ist natürlich auf dem Foto schwer zu erkennen. Habe weiter unten ("Zustandekommen der Interferenzringe") aber noch eine bessere Aufnahme für das HeNe-Bild eingefügt. -- FL0 14:42, 26. Jan. 2010 (CET)

Überarbeiten

Der letzte Satz über dem Inhaltsverzeichnis hat ebenfalls Überarbeitungsbedarf. Er ist sprachlich wie sachlich unverständlich und die Korrekturplatte ist nicht in den Grafiken zu sehen!Siehe Hecht, Optik, Kapitel 9.4.2 (nicht signierter Beitrag von 85.181.189.119 (Diskussion | Beiträge) 15:53, 4. Dez. 2007 (CET))

Das Kapitel "Messung der Wellenlänge" ist falsch. Bei gleichem d ist der Phasenunterschied 0 bzw. n*pi.(nicht signierter Beitrag von 84.143.210.157 (Diskussion | Beiträge) 12:05, 26. Apr. 2006 (CEST))

Das könnte ich noch selbst korrigieren, ich weiß jedoch nicht, welche Folgen dies für den weiteren Teil dieses Kapitels hat. Daher der Überarbeitenhinweis. (nicht signierter Beitrag von 84.143.23.26 (Diskussion | Beiträge) 16:02, 26. Apr. 2006 (CEST))

Also ich habe das Kapitel "Messung der Wellenlänge" gerade nochmal durchgelesen und stimme zu, dass wenn die beiden Arme des Interferometers gleich lang sind, der Phasenunterschied $0$ ist. Habe das auch verändert. Wenn ich trotz allem falsch liegen sollte und der ursprüngliche Wert richtig war. sorry. Jonavogt 18:00, 13. Jul 2006 (CEST)

Der Laser ist eigentlich so ziemlich egal - imo. Interessanter wäre ein Foto "von oben" - allerdings macht die schematische Darstellung das Prinzip wohl deutlich genug. (nicht signierter Beitrag von 62.143.117.109 (Diskussion | Beiträge) 23:55, 3. Mai 2006 (CEST))

Ich denke, Kapitel 2 (Zustandekommen der Interferenzringe) so ist nicht ganz korrekt. Das Linsensystem weitet den Hauptstrahl in zwei Teilarme (reflektierter Arm und transmittierter Strahl). Nach der Aufweitung laufen die beiden Teilstrahlen aber weiter als paralleles Licht und nicht divergent. Sie sind zwar nicht parallel zueinander, aber die beiden Teilstrahlen für sich sind paralleles Licht. Das ist von Vorteil, da sonst die Interferenzmuster an Intensität verlören. Falls ich mit meiner Meinung falsch liegen sollte, tut es mir leid und somit wäre mein Einwand als gegenstandslos zu betrachten. (nicht signierter Beitrag von 84.58.44.80 (Diskussion | Beiträge) 00:37, 11. Feb. 2007 (CET))

Die ewige Diskussion Interferenz-Streifen Vs. Interferenz-Ringe sollte drindend im Artikel aufgenommen werden. Also eine versierte Erklärung, warum man im Experiment die Ringe sieht, dass physikalisch aber Streifen das Ergebnis sind! Dieses Thema ist leider nicht mit Standard-Büchern zu klären. (nicht signierter Beitrag von 85.182.9.216 (Diskussion | Beiträge) 00:43, 4. Dez. 2007 (CET))

--

Ich kann in meinem Interferometer sowohl Ringe, als auch parallele Linien erzeugen. Dabei sind einige Dinge zu beachten.

• Bei einem ideal justierten Interferometer ist entweder ein heller, oder ein dunker Punkt zu sehen -- abhängig vom Gangunterschied der Teilstrahlen.
• Linien (Interferenzen gleicher Dicke) entstehen, wenn der Laserstrahl als "ebene Welle" betrachtet werden kann. Ebene Wellen werden durch den Strahlteiler und die Spiegel nicht verformt, d.h. auch auf dem Beobachtungsschirm treffen (zwei) ebene Wellen auf. Wird nun einer der beiden Spiegel um einen kleinen Winkel verkippt (sonst gilt Punkt 1), so wird über den Strahlquerschnitt eine räumliche Variation des Gangunterschied erzeugt. Am einfachsten kann man sich dies veranschaulichen, wenn man zwei Folien mit vielen parallelen Linien übereinanderlegt und leicht gegeneinander verdreht. Die Linien sollen die Wellenfronten darstellen. Dort wo sich die Linien kreuzen herrscht konstruktive Interferenz, dazwischen destruktive. Auf dem Schirm beobachetet wird allerdings ein Schnitt senkrecht zur Ebene der Folien.
• Ringe (Interferenzen gleicher Neigung) werde sichtbar, wenn der Laserstrahl mit Hilfe einer Streulinse divergent gemacht wird (auch wenn dadurch Intensität verloren geht). Nun kann man eine virtuelle Quelle im Brennpunkt der Linse annehmen, die Kugelwellen abstrahlt. Diese wird durch den Strahlteiler "verdoppelt". Sind nun die beiden Wege verschieden (sonst gilt Punkt 1), so ergeben sich auf Grund der unterschiedlichen Krümmungen der Wellenfronten erneut Interferenzen. (Am bessten wieder mit zwei Folien darauf gezeichneten Kreisen ausprobieren.) Die Rotationssymmetrie der Kugelwellen erzeugt die erwarteten Ringe.

Kann der Laserstrahl weder durch Kugelwellen, noch durch ebene Wellen befriedigend dargestellt werden, so können im Experiment auch Hyperbeln beobachtet werden.

Die Entstehung der Ringe/Linien kann ich schön mit Gnuplot simulieren, aber leider nicht als Animation speichern :-(

FJ--134.2.73.231 14:10, 24. Jun. 2008 (CEST)

Ich fand, dass man auf dem Foto die InterferenzRINGE besser hätte darstellen können. Ich habe mal eines von meinen Fotos hochgeladen, wenn das jemand einbauen will: Datei:Interferenz-michelson.jpg -- FL0 17:19, 9. Dez. 2009 (CET)

Relative Wegmessung --> Verbesserung der Wegmessung

Servus erstmal! Also im Text steht ja "an den Extremstellen des Sinus (den hellsten und dunkelsten Stellen des Interferenzmusters)[...]". Dazu: Wenn ich mich nicht irre, sind nicht die Extremstellen equivalent zu den hellen/dunklen stellen, sondern nur zu den hellen stellen. Der Nulldurchgang hingegen, also der mittlere Zeitpunkt zwischen einem Maximum und dem nachfolgenden Minimum (Achtung: Maximum und nachfolgendem Minimum der Welle, das bezieht sich nicht auf das Interferenzbild!), bildet eine dunkle Stelle. --> Sonst gäbe es gar keine konstanten dunkle/helle Stellen, sondern ein mittelstarkes Grau, da sich dunkel/hell mit der Frequenz des verwendeten Lichtes abwechseln würden, was der Trägheit des Auges wegen dann als grau wahrgenommen würde. Daraus ergibt sich dann schließlich für die Interferenz - was ja auch stimmt :

Destruktive Interferenz: Zwei kohärente Wellen sind um Pi bzw. 1/2 Phase verschoben, wodurch zu jedem Zeitpunkt t eine Auslöschung stattfindet (quasi ein dauerhafter Nulldurchgang), somit zu jedem Zeitpunkt dunkel --> Stelle der Minima!

Konstruktive Interferenz: Zwei köhärente Wellen sind in Phase, somit wird Auslenkung zu jedem Zeitpunkt t verdoppelt, somit erscheinen Stellen heller. Auch bei dieser Überlagerung gibt es natürlich wieder Nulldurchgänge (Verdopplung eines Nulldurchgangs ist ja wieder Null, 2 x 0 = 0) und wenn man in dem Moment die Zeit einfrierte, wäre nichts zu sehen. Der Trägheit der Augen wegen ist jedoch hier etwas zu sehen und zwar die hellsten Stellen, der Verdopplung wegen.

Summa summarum: Ein Minimum einer Welle ist nicht gleichbedeutent mit "dunkel".

Liebe Grüße, Chris

PS: Wenn das Murks ist - bitte schreiben! (nicht signierter Beitrag von 84.137.85.168 (Diskussion | Beiträge) 14:46, 19. Mär. 2007 (CET))

Das im Artikel ist auf jeden Fall falsch, denn das was wir sehen ist die Intensität des Lichts, also der Mittelwert des Poyntingvektors, und in dem steckt ja "die Sinusfunktion" quadratisch drin. Das kann man sich auch ganz leicht mit Maple basteln (Intensitaet ueber der Phasenverschiebung der beiden Wellenzuege geplottet):

      plot(int(((sin(x)/2+sin(x+p)/2)^2),x=0..2*Pi)/Pi,p=0..2*Pi);

Wenn man das vereinfacht kommt man wahrscheinlich auf cos^2 phi --Prolineserver 15:41, 19. Mär. 2007 (CET)

Funktionsweise

"Die generelle Funktionsweise eines Interferometers besteht darin, dass eine Lichtwelle in zwei Teile aufgeteilt wird. Diese zwei Wellen durchlaufen dann unterschiedlich lange Strecken oder Medien, in denen die Lichtgeschwindigkeit verschieden ist. Dadurch ergibt sich eine Phasenverschiebung zwischen den zwei Wellen. Werden diese dann wieder zusammengeführt, kommt es zur Interferenz."

Verbessert mich, wenn ich mich irre, aber ist die Lichtgeschwindigkeit nicht immer gleich?

Gruß Rhobat (falsch signierter Beitrag von Rhobat (Diskussion | Beiträge) 23:19, 4. Mär. 2008 (CET))

Nö: Lichtgeschwindigkeit#Lichtgeschwindigkeit in Materie ;) JoWi 21:03, 8. Mär. 2008 (CET)

Anwendungen

Nach meinem Kenntnisstand findet das Michelson-Interferometer in der Luftfahrt als Navigationsmittel breite Anwendung. Dort hat es die schweren und verschleissanfälligen Kreiselplattformen zur Messung von Rotationsbewegungen des Flugzeugs ersetzt.

Ich kann allerdings nirgendwo Informationen dazu finden, wie die Rotationsmessung durch das M.-I. funktioniert. Sind die Spiegel möglicherweise federnd gelagert, so dass sie sich unter dem Einfluss von Trägheitskräften verschieben oder verdrehen?

Hier würde ich mich über eine Ergänzung freuen!

Grüsse aus Hamburg, Christian (nicht signierter Beitrag von 195.124.114.36 (Diskussion | Beiträge) 17:40, 20. Okt. 2008 (CEST))

Meinst Du den Laserkreisel? Da könnte man vielleicht in der Tat als verwandte Anwendung einen Hinweis darauf einfügen. --7Pinguine 21:32, 20. Okt. 2008 (CEST)

c=300 000 km/h & c=const.

Der Satz: "Diese zwei Wellen durchlaufen dann unterschiedlich lange Strecken oder Medien, in denen die Lichtgeschwindigkeit verschieden ist", ist falsch. Wenn dann muss diese Funktionsweise als "historisch" bezeichnen. Die Lichtgeschwindigkeit ist niemals verschieden (nicht signierter Beitrag von 93.83.175.62 (Diskussion | Beiträge) 17:52, 19. Feb. 2010 (CET))

Der Relativsatz bezieht sich auf die "verschiedenen Medien". Die Lichtgeschwindigkeit ist lediglich im Vakuum gleich c. In Medien mit der Brechzahl n ist sie langsamer, und zwar um den 1/n-ten Teil. Die (bisher unwiderlegte) Behauptung, c sei konstant wird im Zusammenhang mit relativ zueinander bewegte Bezugssysteme (die aus gleichen Medien bestehen) benutzt, in denen dann jeweils die gleiche Lichtgeschwindigkeit gemessen wird --Skygazer 13:42, 10. Aug. 2010 (CEST)

Energieerhaltung beim Michaelson-Interferometer im Falle destruktiver Interferenz.

Nach dem ich bereits Einiges an Diskussion in Sachen Energieerhaltung beim Michaelson-Interferometer im Falle destruktiver Interferenz geführt habe, würde ich zunächst hier in der Diskussion versuchen eine 1. fachlich/physikalisch korrekte und 2. auch dem Normalbürger verständliche Erklärung zu erstellen. Sollte sich eine zufriedenstellende Darstellung des Sachverhaltes formulieren lassen, dann würde ich mich abschließend um die Einbindung eines entsprechenden Abschnittes im Artikel kümmern.

Darstellung der 'Problematik'

Erweiterte, aber noch der Diskussion bedürfende Version des Michelson-Morley-Ausbaus.

Im Falle destruktiver Interferenz wird am Detektor keine Energie gemessen, obwohl die Lichtquelle (Laser) ja fortwährend Energie in Form von Photonen aussendet.

Das Thema Impulserhaltung sollte sich recht schnell erschlagen lassen, da die Impulse problemlos von den Spiegeln bzw dem Strahlteiler aufgenommen werden.

Was aber ist nun mit der Energie? Für die weitere Diskussion möchte ich das MM-Interferometer in 4 Bereiche teilen:

Bereich 1 ist der Abschnitt in dem das Licht vom Laser bis zum Strahlteiler läuft

Bereich 2 ist der Abschnitt in dem der Teil des Lichts das von Strahlteiler reflektiert und von dem entsprechenden Spiegel wieder in Richtung Strahlteiler zurück geworfen wird

Bereich 3 ist der Abschnitt in dem der Teil des Lichts das den Strahlteiler ungehindert durchdringt und ebenfalls von dem entsprechenden Spiegel wieder Richtung Strahlteiler zurück geworfen wird.

Und schließlich Bereich 4, dort wo das Licht schließlich vom Strahlteiler zum Detektor läuft.

Offenbar ist Bereich 4 der Bereich indem die Interferenzen statt finden, dazu ist es zunächst egal ob konstruktiv oder destruktiv.

Nehmen wir nun den Fall detruktiver Interferenz an (am Detektor kein Signal), so ist der Weg den das Licht in Bereich 2 und Bereich 3 zurück legt offenbar um $n\lambda /2$ (mit $n$ ungerade) verschieden.

In den Bereichen 1, 2 und 3 ist also offenbar noch Energie (Photonen) vorhanden...

Man mag sich nun fragen, wo bleibt die Energie, so dass in Abschnitt 4 keine mehr messbar ist?

Bevor ich jetz gespannt auf Vorschläge/Erklärungsversuche warte noch kurz zwei Bemerkungen die man evt noch einfliessen lassen kann (IMHO bisher noch keine *ausreichende* Erklärung lieferten):

• "Für jeden Punkt an dem die Welle destruktiv interferiert gib es einen (entsprechenden) Punkt konstruktiver Interferenz. Dort geht die Energie hin." - Wo aber findet die Konstruktive Interferenz statt, wenn es sich um die obenbeschriebene Situation handelt?
• Des Weiteren gibt es in der en-Wiki folgenden Abschnitt: "However energy is conserved, because there is a redistribution of energy at the central beam-splitter in which the energy at the destructive sites is re-distributed to the constructive sites. The effect of the interference is to alter the share of the reflected light which heads for the detector and the remainder which heads back in the direction of the source." - Auch das erscheint mir (zumindest noch) nicht sinnvoll, denn das klingt für mich so, als würde es in Bereich 1 zu dieser "konstruktiven Interferenz" kommen, was mir aber nicht wirklich einleuchten will. -- Gruß PZim 11:10, 17. Okt. 2010 (CEST)

evtl hilft dir ja [1] weiter. Grüße --Cepheiden 11:31, 17. Okt. 2010 (CEST)

Ich gerade mal das Bild etwas verändert. (Farbe des interferierenden Strahls und die gestrichelte Linie ergänzt. (Dort sollte sich ja ebenfalls ein interferierender Strahl ausbilden. Oder?)

Zu dem o.g. Link: Der Schlüsselsatz ist wohl "...die an einem Strahlteiler reflektierten bzw. transmittierten Wellen [haben] aus Gründen der Energieerhaltung eine Phasendifferenz von $\pi /2$."

(Ich hatte ehrlich gesagt zwischenzeitig schon mal (kurz) an unterschiedliche Phasen der beiden Strahlen gedacht, den Gedanken aber wieder verworfen. (Warum weiss ich auch nicht mehr.)

Damit wäre in dem Bild der gestrichelte Strahl in Richtung Lichtquelle der Strahl, der im Falle destruktiver Interferenz am Detektor, die Energie trägt. Oder anders: Der grüne Strahl Richtung Detektor interferiert destruktiv, wenn die gestrichelte Linie kontruktiv interferiert. Ich werde das nochmal in Ruhe überdenken ob das passen kann. Ich glaube mich allmählich auch erinnern zu können, dass da in Edynamik mal was war mit Phasensprung bei Reflexion (Quelle suche ich dann auch nochmal.) -- Gruß PZim 11:37, 17. Okt. 2010 (CEST)

Meiner Meinung nach ist das dein Problem mit der Energieerhaltung keine Spezalität des Interferrometers sondern allgemein der Interferenz. Auch sollte man evtl. beachten, dass es keine dauerhafte destruktive/konstruktive Interferenz gibt (ist immer örtlich und zeitlich begrenzt). Evtl. kommt ja noch ein Physiker vorbei der weiterhelfen kann. Grüße --Cepheiden 14:13, 17. Okt. 2010 (CEST)

Tritt an der einen Seite konstruktive Int. auf so ist auf der anderen Seite destruk. Int.! Siehe Michelson und stelle sich 2 Ausgänge vor. hmm Funktionieren so die Deflektorschilde der Enterprise?^^ (nicht signierter Beitrag von 82.83.230.9 (Diskussion) 02:51, 14. Nov. 2010 (CET))

Grafik zum Michelson Interferometer

Vielleicht sollte man noch den Geschwindigkeitsvektor der Erde eintragen?!

MfG m.j. (nicht signierter Beitrag von 84.165.210.180 (Diskussion | Beiträge) 17:26, 14. Jan. 2007 (CET))

Hier http://de.wikipedia.org/wiki/Fourier-Transform-Infrarotspektrometer ist eine andere Graphik im Artikel, ich finde sie noch besser - oder ist es kein MI? -- Minihaa (Diskussion) (20:44, 7. Apr. 2012 (CEST), Datum/Uhrzeit nachträglich eingefügt, siehe Hilfe:Signatur)

Lichtgeschwindigkeit

Unter Funktionsweise wird angegeben, dass unterschiedliche Lichtgeschwindigkeiten für die Phasenverschiebung verantwortlich sind. Soweit ich weiss ist der wichtigere Grund für die Phasenverschiebung aber einfach die unterschiedliche durchlaufene Distanz. Ich habe noch nie eine Änderung durchgeführt, deswegen Versuche ich das erst garnicht, möchte diesen Punkt aber zur Diskussion stellen. Grüße Tim (nicht signierter Beitrag von 134.130.206.133 (Diskussion) 10:32, 22. Aug. 2012 (CEST))

Das ist nur missverständlich ausgedrückt - nicht ideal, zugegeben. Es geht entweder um verschieden lange Strecken ODER um Medien, in denen die Lichtgeschwindigkeit nicht gleich ist (vgl http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit#Lichtgeschwindigkeit_in_Materie). Da kann dann die zurückgelegte Distanz gleich sein. Gruß FL0 (Diskussion) 14:55, 1. Nov. 2012 (CET)

Beschreibung des heterodynen M.-Interferometers unklar

In beiden Armen unterschiedliche Wellenlängen zu gebrauchen, wäre einfach, indem man dort Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex unterbringt. Da anschließend von Schwebungen die Rede ist, sind aber vermutlich unterschiedliche Frequenzen gemeint. Ohne etwas mehr Beschreibung des Aufbaus bleibt aber völlig rätselhaft, wie man zu verschiedenen Frequenzen in den Armen kommen soll: Ein Strahlteiler kann doch die Frequenz nicht ändern.- Binse (Diskussion) 20:21, 2. Mär. 2016 (CET)

Da sich das Medium nicht ändert, sind beide Dinge äquivalent. Der Strahlteiler kann das nicht ändern, aber ein AOM z. B. schon. --mfb (Diskussion) 22:31, 2. Mär. 2016 (CET)