Vad är Michelson Interferometer?

En Michelson interferometer är en enhet som delar en ljusstråle, studsar de två strålarna från separata speglar och kombinerar dem från olika vägar. Inuti instrumentet ändrar en rörlig spegel banan för en stråle. När de två ljusstrålarna kommer samman igen, stör de varandra; en detektor ingår för att mäta förändringarna i intensitet. Mönstren som skapats har använts för att studera ljusets vågliknande egenskaper, så dessa principer kan tillämpas på andra mätningar. Många tvåstråleinterferometrar är baserade på Michelson-interferometern, som uppfanns av Albert Abraham Michelson i början av 1890-talet.

Den grundläggande strukturen för Michelson-interferometern består av två speglar som sitter vinkelrätt mot varandra, och en stråldelare monterad i en 45° vinkel mot varje spegel. En spegel kan vända åt ena eller andra sidan. När ljus kommer in i enheten träffar det en stråldelare som reflekterar en del av ljuset och sänder ut en annan del. Varje stråle träffar en separat spegel. När den reflekteras tillbaka ändrar positionsförändringarna för en spegel banan för en stråle för att ändra interferenseffekten.

Strålintensiteten kan sedan mätas genom att plotta intensiteten kontra vägskillnaden, på ett diagram som kallas ett interferogram. Denna tidiga form av interferometer har använts i utvecklingen av instrument som kan mäta strålning vid specifika intervall i ljusspektrumet. Fourier Transform Spectroscopy är baserad på Michelson interferometer, som kan skapa en bild av alla våglängder i ljusprovet. Interferometern kan också ta emot mer ljus än andra instrument och är känsligare, särskilt för infrarött ljus.

En Michelson-interferometer kan användas för att mäta våglängden för specifika ämnen, som natrium eller helium. Dess förmåga att upptäcka gaser och olika andra element är användbar för att övervaka innehållet i atmosfären. Apparaten används ibland av astronomer för att mäta storleken och sammansättningen av andra planeter och stjärnor ljusår bort. För användning i rymden kan interferometrar också detektera hur vätskor påverkas av konvektionsströmmar, för att mäta tyngdkraften.

Olika matematiska formler används för att tolka resultaten av en Michelson-interferometer. Vinklar, strålintensitet och ljusvåglängder måste förstås ur ett numeriskt perspektiv. Korrekt utbildning och erfarenhet hjälper till att förstå vad mätningarna betyder och att tillämpa grundläggande principer för enhetens funktion, i vilken applikation den än används.