Ein Michelson-Interferometer ist ein Gerät, das einen Lichtstrahl teilt, die beiden Strahlen von separaten Spiegeln abprallt und sie auf verschiedenen Wegen wieder zusammenführt. Im Inneren des Instruments ändert ein beweglicher Spiegel den Weg eines Strahls. Wenn die beiden Lichtstrahlen wieder zusammenkommen, interferieren sie miteinander; ein Detektor ist enthalten, um die Intensitätsänderungen zu messen. Die erstellten Muster wurden verwendet, um die wellenartigen Eigenschaften von Licht zu untersuchen, sodass diese Prinzipien auf andere Messungen angewendet werden können. Viele Zweistrahl-Interferometer basieren auf dem Michelson-Interferometer, das Anfang der 1890er Jahre von Albert Abraham Michelson erfunden wurde.
Der Grundaufbau des Michelson-Interferometers besteht aus zwei senkrecht zueinander stehenden Spiegeln und einem im 45°-Winkel zu jedem Spiegel angebrachten Strahlteiler. Ein Spiegel kann sich zur einen oder anderen Seite drehen. Wenn Licht in das Gerät eintritt, trifft es auf einen Strahlteiler, der einen Teil des Lichts reflektiert und einen anderen Teil durchlässt. Jeder Strahl trifft auf einen separaten Spiegel. Bei der Rückreflexion ändern die Positionsänderungen eines Spiegels den Weg eines Strahls, um den Interferenzeffekt zu ändern.
Die Strahlintensität kann dann gemessen werden, indem die Intensität über der Wegdifferenz in einem Diagramm, das als Interferogramm bezeichnet wird, grafisch dargestellt wird. Diese frühe Form des Interferometers wurde bei der Entwicklung von Instrumenten verwendet, die Strahlung in bestimmten Bereichen des Lichtspektrums messen können. Die Fourier-Transformations-Spektroskopie basiert auf dem Michelson-Interferometer, das in der Lage ist, ein Bild aller Wellenlängen in der Lichtprobe zu erstellen. Das Interferometer kann auch mehr Licht aufnehmen als andere Instrumente und ist empfindlicher, insbesondere gegenüber Infrarotlicht.
Mit einem Michelson-Interferometer kann die Wellenlänge bestimmter Substanzen wie Natrium oder Helium gemessen werden. Seine Fähigkeit, Gase und verschiedene andere Elemente zu erkennen, ist nützlich bei der Überwachung des Inhalts der Atmosphäre. Das Gerät wird manchmal von Astronomen verwendet, um die Größe und Zusammensetzung anderer Planeten und Sterne in Lichtjahren Entfernung zu messen. Für den Einsatz im Weltraum können Interferometer auch die Beeinflussung von Flüssigkeiten durch Konvektionsströme erfassen, um die Schwerkraft zu messen.
Zur Interpretation der Ergebnisse eines Michelson-Interferometers werden verschiedene mathematische Formeln verwendet. Winkel, Strahlintensität und Lichtwellenlängen müssen aus einer numerischen Perspektive verstanden werden. Eine angemessene Ausbildung und Erfahrung hilft, die Bedeutung der Messungen zu verstehen und grundlegende Prinzipien auf den Betrieb des Geräts anzuwenden, unabhängig davon, in welcher Anwendung es verwendet wird.