Interferometer
Ein Interferometer ist ein technisches Gerät, das der Interferometrie dient. Es wird für die Feststellung von Interferenzen (Überlagerungen von Wellen, hier Lichtwellen) für Präzisionsmessungen genutzt. Einsatzfelder sind die Längenmessung, die Brechzahlmessung, die Winkelmessung und die Spektroskopie.
Interferometertypen
Es gibt unterschiedliche Typen von Interferometern, wobei die Funktionsweise im Wesentlichen gleich ist. Mindestens zwei Lichtbündel werden mithilfe von Spiegeln oder halbdurchlässigen Platten (sogenannten Strahlteilern) durch getrennte optische Bahnen geführt, am Wegende durch zusätzliche Spiegel reflektiert und am Ende wieder zusammengeführt. Ergebnis ist ein Interferenzmuster (Interferenzstreifen oder -ringe), das durch die Lichtstrahlen als Muster beschrieben wurde. Dieses Muster wird durch die Differenz der optischen Wege bestimmt, die die einzelnen Strahlen bis zur Vereinigung zurückgelegt haben.
Zweistrahlinterferometer
- Bath-Interferometer
- Mach-Zehnder-Interferometer und sein Vorläufer Jamin-Interferometer
- Michelson-Interferometer
- Twyman-Green-Interferometer
- Rayleigh-Interferometer
- Sagnac-Interferometer
- Weißlichtinterferometer
Vielstrahlinterferometer
- Fabry-Pérot-Interferometer
- Fizeau-Interferometer
Anwendung
Interferometer werden in der Physik, Astronomie und Messtechnik in verschiedenen Ausführungen für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt.
Einer der bekanntesten Versuche in der Geschichte ist das Michelson-Morley-Experiment, das mithilfe eines Michelson-Interferometers nachwies, dass die Lichtgeschwindigkeit in jedem Bezugssystem gleich ist. Das Ergebnis dieses Experiments brachte die Äthertheorie ins Wanken und war auch eine der grundlegenden Annahmen der später von Albert Einstein aufgestellten speziellen Relativitätstheorie. Nach dem gleichen Prinzip versucht man mit einem modernen Michelson-Interferometer im Geo-600-Projekt Gravitationswellen nachzuweisen.
Heute werden Interferometer in der Astronomie in allen Wellenlängenbereichen zur Verbesserung der Auflösung eingesetzt. Mit Interferometern aus Radioteleskopen erreicht man wegen der erheblich höheren Basislänge eine etwa 500-mal höhere Winkelauflösung als im optischen Bereich. Das „Very Large Telescope“ liefert mittels Interferenz hochaufgelöste Bilder im sichtbaren Spektralbereich. (Siehe auch: Astronomische Interferometrie)
Weitere Anwendung finden Interferometer als Laser-Doppler-Vibrometer, ein Messgerät zur Messung von Schwingungen. Laserinterferometer nutzen die Interferenz zur Entfernungsmessung und Weißlichtinterferometer sowie phasenschiebendes Interferometer als Messgeräte zur Formvermessung von Werkstücken. Ein weiteres Einsatzgebiet ist das FTIR-Spektrometer, ein Messgerät für die chemische Analyse von Materialien. Zur Untersuchung von Grenzflächenvorgängen wird die Kapillarwellenspektroskopie verwendet.
Siehe auch
- Doppelspaltexperiment
- Laser Interferometer Space Antenna
- Optische Kohärenztomografie
- Low Frequency Array