Michelsoninterferometeret

Michelsoninterferometeret er et optisk interferometer utviklet av Albert A. Michelson. Det bruker et strålesplitter for å dele en innkommende lysstråle i to armer. Hver arm inneholder et speil som reflekterer strålene tilbake mot strålesplitteren, hvor de gjenforenes og danner et interferensmønster. Interferensmønsteret avhenger av forskjellen i optisk lengde mellom armene, og instrumentet gir svært presise målinger av avstander, bølgelengder og optiske egenskaper i materialer.

Oppbygning og virkemåte: En strålesplitter deler lyset i to stråler som går i hver sin arm mot et speil. Etter refleksjon vender strålene tilbake og interfererer ved splitteren. Endringer i en av armene forårsaker en faseforskyvning Δφ som er Δφ = (4π/λ)Δx når et speil flyttes med avvik Δx (den totale baneendringen er 2Δx). Den resulterende interferensfringen skifter med slike justeringer, noe som muliggjør måling av små lengdeforskjeller og bølgelengder. Det kreves ofte en stabil kilde og god støyisolasjon for nøyaktige målinger.

Historie og betydning: Michelson bygde det første funksjonelle Michelson-interferometeret tidlig på 1880-tallet. Sammen med Albert A. Morley gjennomførte han 1887 Michelson–Morley-eksperimentet for å oppdage jordens bevegelse gjennom det hypotetiske luminiferøse aether. Den negative konklusjonen bidro til utviklingen av relativitetsteorien og moderne interferometri.

Anvendelser: I dag brukes Michelson-interferometre i presis lengdemetrology og i Fourier-transform infrarød (FTIR) spektroskopi, hvor interferogrammer omdannes til spektralinformasjon. Store eksperimenter som LIGO og Virgo bruker utvidede varianter av Michelson-interferometre for å måle gravitasjonsbølger ved å registrere ekstremt små endringer i arm-lengder forårsaket av bølgene.