Wat is de Michelson-interferometer?
Een Michelson-interferometer is een apparaat dat een lichtstraal splitst, de twee stralen van afzonderlijke spiegels stuitert en ze van verschillende paden combineert. Binnen het instrument verandert een bewegende spiegel het pad van één straal. Wanneer de twee lichtstralen weer samenkomen, storen ze elkaar; een detector is inbegrepen om de veranderingen in intensiteit te meten. De gecreëerde patronen zijn gebruikt om de golfachtige eigenschappen van licht te bestuderen, zodat deze principes kunnen worden toegepast op andere metingen. Veel interferometers met twee bundels zijn gebaseerd op de Michelson-interferometer, die in de vroege jaren 1890 door Albert Abraham Michelson is uitgevonden.
De basisstructuur van de Michelson-interferometer bestaat uit twee spiegels die loodrecht op elkaar staan en een straalsplitter die onder een hoek van 45 ° op elke spiegel is gemonteerd. Een spiegel kan naar de ene of de andere kant draaien. Wanneer licht het apparaat binnenkomt, raakt het een straalsplitter die een deel van het licht reflecteert en een ander deel doorlaat. Elke straal raakt een afzonderlijke spiegel. Wanneer teruggekaatst, veranderen de positieveranderingen van één spiegel het pad van één straal om het interferentie-effect te veranderen.
De bundelintensiteit kan vervolgens worden gemeten door de intensiteit af te zetten tegen het padverschil, op een grafiek die een interferogram wordt genoemd. Deze vroege vorm van interferometer is gebruikt bij de ontwikkeling van instrumenten die straling kunnen meten op specifieke afstanden in het lichtspectrum. Fourier Transform Spectroscopy is gebaseerd op de Michelson-interferometer, die in staat is een beeld te maken van alle golflengten in het lichtmonster. De interferometer kan ook meer licht opnemen dan andere instrumenten en is gevoeliger, vooral voor infraroodlicht.
Een Michelson-interferometer kan worden gebruikt om de golflengte van specifieke stoffen, zoals natrium of helium, te meten. Het vermogen om gassen en verschillende andere elementen te detecteren, is handig bij het bewaken van de inhoud van de atmosfeer. Het apparaat wordt soms gebruikt door astronomen om de grootte en samenstelling van andere planeten en sterren lichtjaren ver te meten. Voor gebruik in de ruimte kunnen interferometers ook detecteren hoe vloeistoffen worden beïnvloed door convectiestromen, om de zwaartekracht te meten.
Verschillende wiskundige formules worden gebruikt om de resultaten van een Michelson-interferometer te interpreteren. Hoeken, bundelintensiteit en lichtgolflengten moeten worden begrepen vanuit een numeriek perspectief. Een goede opleiding en ervaring helpt om te begrijpen wat de metingen betekenen en om basisprincipes toe te passen op de werking van het apparaat, in welke toepassing het ook wordt gebruikt.