interferometer

Rayleighs interferometer er et enkelt, optisk interferometer som brukes for å bestemme gassers eller væskers brytningsindeks. Prinsippet som utnyttes, er det samme som i Thomas Youngs interferensforsøk (se interferens). To parallellstrålebunter fra samme lyskilde sendes gjennom hvert sitt rør. Etter at lyset igjen er samlet ved hjelp av en linse, fanges det opp på en skjerm eller direkte på øyets netthinne, og det viser seg et interferensbilde i form av mørke og lyse striper. Fylles det ene røret med et annet stoff, blir den optiske veilengden, det vil si produktet av vei og brytningsindeks gjennom dette røret, en annen, og faseforskjellen mellom de to lysstrålene forandres. Derfor blir også det interferensbildet som dannes, et annet.

Men man kan kompensere for faseforskjellen og få det opprinnelige bildet tilbake ved å dreie på den ene av glassplatene. Med kjennskap til glassets brytningsindeks og den ekstraveien som lyset har beveget seg gjennom glass fordi platen er blitt stilt på skrå, kan man finne forandringen i den optiske veilengden som lyset har tilbakelagt, og derav forskjellen i brytningsindeks mellom stoffene i de to rørene. Med Rayleighs interferometer kan man måle forskjeller i brytningsindeks på ned til 10^–8. Instrumentet brukes blant annet for å påvise meget små forurensninger i gasser og løsninger.

I denne typen interferometer benyttes glassplater med halvgjennomsiktig belegg, og lysstrålene går hver sin vei til kikkerten der interferensbildet dannes. Michelsons interferometer ble anvendt i Michelsons interferensforsøk for å måle forandringer i lyshastigheten i forhold til Jorden på grunn av Jordens egen bevegelse. Instrumentet er meget følsomt og brukes i spektroskopien for påvisning av svake linjer og oppløsning av finstrukturer.

Svært følsomme Michelson-interferometre ble også brukt i LIGO-eksperimentet der de første gravitasjonsbølgene ble oppdaget i 2015.

Mach–Zehnders interferometer er en modifikasjon av Michelsons interferometer. Her er speilene stilt på skrå slik at lyset på tilbakeveien treffer en annen plate. Som i Rayleighs interferometer kan man sette inn celler i lysveien for å bestemme forskjeller i brytningsindeks. Dette brukes spesielt for å registrere forandringer i lufttrykk eller densitet og for å studere luftstrømmen i modellforsøk med fly, raketter og lignende.

Fabry–Perots interferometer består av to halvgjennomsiktige, parallelle glassplater. Lys faller inn mot den ene platen og reflekteres én eller flere ganger i rommet mellom platene før det slipper ut på den andre siden. Lys som har gått forskjellig antall ganger frem og tilbake, interfererer, og interferensbildet avhenger av avstanden mellom platene og den retningen som lyset faller inn i interferometeret med. Instrumentet brukes spesielt som spektrometer med meget stor oppløsning, blant annet for å studere hyperfinstrukturer i atomspektre.

Akustisk interferometer kan i prinsippet sammenlignes med Fabry–Perots interferometer. Lyd med høy frekvens, vanligvis ultralyd, sendes ut fra en kvartskrystall og reflekteres mot en plan plate. Platens avstand fra krystallen kan reguleres med en mikrometerskrue. For bestemte stillinger, når avstanden er et helt antall halve bølgelengder, danner det seg stående bølger, noe som kan registreres elektrisk ved å se på strømmen i den svingekretsen som får krystallen til å svinge. Akustiske interferometre brukes for å bestemme lydhastigheten i gasser og væsker.