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Wege in die Quantendimension – Das Michelson-Interferometer

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Das Michelson-Interferometer

Ein wichtiges Intereferenzexperiment mit Bauanleitungen für ein Michelson-Interferometer aus dem 3D-Drucker.

Unter o3q.de finden sich Bauanleitungen für unsere Michelson-Interferometer aus dem 3D-Drucker.


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Neben dem Einfach- und Doppelspalt gibt es in der Physik eine Reihe von weiteren wichtigen Interferenzexperimenten. Hier zeigen wir ein Interferenzmuster das durch das Michelson Interferometer erzeugt wird. Wir führen das Experiment zu Demonstrationszwecken zwar mit kontinuierlichem Laserlicht durch, erklären es aber aus der Perspektive einzelner Photonen. Halten wir Hände an verschiedenen Stellen in das Laserlicht, werden Wege versperrt und wir können die Veränderung am Interferenzmuster erkennen. Sperren wir Weg A und Weg B, kommt kein Licht am Schirm an. Sperren wir entweder nur weg A, oder nur weg B, kommt zwar nicht am Schirm an, aber es erscheint kein Interferenzmuster mehr.

Da wir zum Unterbinden eines Lichtweges eine Hand in den Strahl gehalten haben blitzt in der Großaufnahme hin und wieder ein Interferenzmuster auf. Das entsteht durch die kleine Lücke zwischen den Fingern, durch die wieder eine Photonenwelle durch Weg A laufen kann, die dann mit der Welle von Weg B interferiert.

Hier zeigen wir ein Interferenzmuster, das durch das sogenannte Michelson-Interferometer erzeugt wird.

Laserlicht trifft auf einen Strahlteiler. Ehe die Photonen auf den Beobachtungsschirm treffen, durchlaufen sie über die Spiegel A und B nun zwei mögliche Wege. Je nach Unterschied der Weglängen bzw. dem Gangunterschied zwischen beiden Wegen entstehen auf dem Schirm Beugungsminima und Maxima, die wir als Interferenzringe wahrnehmen.

Sperren wir Weg A und Weg B mit der Hand ab, kommt kein Licht am Schirm an.
Sperren wir entweder nur Weg A oder nur Weg B, kommt das Licht nur über den verbleibenden Weg am Schirm an, und das Interferenzmuster verschwindet.
Da wir zum Unterbinden des einen Lichtweges eine Hand in den Strahl gehalten haben, blitzt in der Großaufnahme hin und wieder ein Interferenzmuster auf, wenn zwischen den Fingern eine kleine Lücke verbleibt, und doch beide Wege beitragen können.

 

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Weitere Arbeits- und Infomaterialien zur gesamten Lehrreihe:

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