Un interferometro di Michelson è un dispositivo che divide un raggio di luce, fa rimbalzare i due raggi su specchi separati e li ricombina da percorsi diversi. All’interno dello strumento, uno specchio mobile cambia il percorso di un raggio. Quando i due raggi di luce si uniscono di nuovo, interferiscono tra loro; è incluso un rilevatore per misurare le variazioni di intensità. I modelli creati sono stati utilizzati per studiare le proprietà ondulatorie della luce, quindi questi principi possono essere applicati ad altre misurazioni. Molti interferometri a due raggi si basano sull’interferometro di Michelson, inventato da Albert Abraham Michelson nei primi anni del 1890.
La struttura di base dell’interferometro di Michelson è costituita da due specchi posti perpendicolarmente l’uno all’altro e da un divisore di fascio montato a un angolo di 45° rispetto a ciascuno specchio. Uno specchio può girare da una parte o dall’altra. Quando la luce entra nel dispositivo, colpisce un divisore di raggio che riflette parte della luce e ne trasmette un’altra. Ogni raggio colpisce uno specchio separato. Quando vengono riflessi, i cambiamenti di posizione di uno specchio alterano il percorso di un raggio per modificare l’effetto di interferenza.
L’intensità del raggio può quindi essere misurata rappresentando graficamente l’intensità rispetto alla differenza di percorso, su un grafico chiamato interferogramma. Questa prima forma di interferometro è stata utilizzata nello sviluppo di strumenti in grado di misurare la radiazione a intervalli specifici nello spettro luminoso. La spettroscopia in trasformata di Fourier si basa sull’interferometro di Michelson, che è in grado di creare un’immagine di tutte le lunghezze d’onda nel campione di luce. L’interferometro può anche accettare più luce di altri strumenti ed è più sensibile, soprattutto alla luce infrarossa.
Un interferometro di Michelson può essere utilizzato per misurare la lunghezza d’onda di sostanze specifiche, come sodio o elio. La sua capacità di rilevare gas e vari altri elementi è utile per monitorare il contenuto dell’atmosfera. Il dispositivo viene talvolta utilizzato dagli astronomi per misurare le dimensioni e la composizione di altri pianeti e stelle distanti anni luce. Per l’uso nello spazio, gli interferometri possono anche rilevare come i fluidi sono influenzati dalle correnti di convezione, al fine di misurare la forza di gravità.
Varie formule matematiche vengono utilizzate per interpretare i risultati di un interferometro di Michelson. Gli angoli, l’intensità del raggio e le lunghezze d’onda della luce devono essere compresi da una prospettiva numerica. Un’istruzione e un’esperienza adeguate aiutano a comprendere il significato delle misurazioni e ad applicare i principi di base al funzionamento del dispositivo, in qualsiasi applicazione venga utilizzato.