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Tischmodell eines Michelson-Interferometers
Gravitationswellen erzeugen winzige Längenänderungen. Zu ihrer Messung
ist ein Michelson-Interferometer das ideale Instrument. Es besteht aus
einem Laser, einem Strahlteiler und zwei Spiegeln. Der Strahlteiler
lässt den Laserstrahl zur Hälfte durch, die andere Hälfte wird
reflektiert. Die beiden Teilstrahlen durchlaufen die senkrecht
zueinander stehenden Messstrecken, werden von den Endspiegeln
zurückgeschickt und am Strahlteiler wieder überlagert. Auf dem Schirm
sieht man das Resultat dieser Überlagerung: Sind die beiden Strecken
gleich lang, so schwingen die beiden Lichtwellen im Gleichtakt und
verstärken sich. Unterscheiden die Strecken sich um eine halbe
Wellenlänge, so schwingen die Wellen im Gegentakt und löschen sich
aus. Je nach Neigung der Strahlen entstehen so helle und dunkle
Ringe. Verändert eine Gravitationswelle die Länge der Messstrecken, so
äußert sich dies als Helligkeitsschwankung.
Bei diesem funktionstüchtigen Tischmodell kann die Länge der einen
Messstrecke künstlich verändert werden. Dazu ist einer der Endspiegel
auf einen Piezokristall geklebt, der sich beim Anlegen einer Spannung
ausdehnt. Mit dem Schieberegler kann die Spannung kontinuierlich
verändert und die Strecke so um bis zu 1,5 Mikrometer verlängert
werden. Auf dem Schirm beobachtet man, dass selbst derart kleine
Änderungen zu einer deutlichen Helligkeitsschwankung in der Mitte des
Ringsystems führen.
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