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Phasensprung am Strahlteiler
 
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nervensäge



Anmeldungsdatum: 30.11.2005
Beiträge: 26

Beitrag nervensäge Verfasst am: 22. Feb 2008 14:21    Titel: Phasensprung am Strahlteiler Antworten mit Zitat

hallo

warum ist bei der reflexion von licht an einem halbdurchlässigen spiegel der phasensprung pi/2 und nicht pi?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 22. Feb 2008 15:08    Titel: Antworten mit Zitat

Woher hast du diese Aussage? Ich meine, da hat derjenige, der behauptet, der Phasensprung sei , wahrscheinlich etwas verwechselt und statt dessen gemeint, und das entspricht einem Phasensprung von .

Der Phasensprung bei einer Reflexion am optisch dichteren Medium ist (also 180°, das entspricht einem Unterschied der optischen Weglänge von ).

Der Phasensprung bei einer Reflexion am optisch dünneren Medium ist Null.

Ein halbdurchlässiger Spiegel, zum Beispiel aus Glas, hat einen Brechungsindex, der größer ist als der von Luft, also ist die Reflexion eines Lichtstrahls an der Vorderseite eines halbdurchlässigen Spiegels mit einem Phasensprung von verbunden, die Reflexion des Teilstrahls an der hinteren Seite des halbdurchlässigen Spiegels (zum Beispiel eines Glasplättchens) erfolgt hingegen am optisch dünneren Medium und hat daher keinen Phasensprung. Der ganz durch den halbdurchlässigen Spiegel hindurchgehende Teilstrahl erfährt keine Reflexion und damit auch keinen Phasensprung.
nervensäge



Anmeldungsdatum: 30.11.2005
Beiträge: 26

Beitrag nervensäge Verfasst am: 22. Feb 2008 21:50    Titel: Antworten mit Zitat

Bei Reflexion am Strahlteiler ergibt sich durch Überlagerung der Reflexion an Vorderseite (Phasensprung l/2) mit der Reflexion an der Rückseite (kein Phasensprung) ein Phasensprung von l/4.

die erklärung hab ich gefunden auf http://www.ikg.rt.bw.schule.de/qphfbmat/muenchen.htm (steht auf der seite etwas weiter unten bei der erklärung des bilds vom mach-zehnder-interferometer)

dass bei reflexion am optisch dichteren medium ein phasensprung von pi stattfindet und bei reflexion am dünneren medium keiner, hatte ich bereits selbst recherchiert. warum das aber so is hab ich nich verstanden, gibts da vllt irgendeine erklärung oder ne art analogie oder so, die für einen abiturienten verständlich is?

zurück zur obigen erklärung für den strahlenteiler:

1. Frage: Totalreflexion (Reflexion an der Rückseite?) findet nur ab einem ausreichend kleinen einfallswinkel statt. reflektiert ein strahlenteiler also bei größeren winkeln wie ein normaler spiegel mit einem phasensprung von pi?

2. Frage: Kommt nicht in obiger erklärung eine änderung des phasensprungs durch die dicke des strahlenteilers zustande? denn wenn die lichtwelle an der vorderen und der hinteren grenzfläche des spiegels reflektiert wird, überlagert sie sich ja bei unterschiedlichem gangunterschied unterschiedlich?

3. Frage: Grundsätzliches Verständnisproblem: wenn am strahlenteiler ein teil der welle mit phasensprung pi und der andere teil ohne phasensprung reflektiert wird, gibts ja ne phasendifferenz von pi. da ja beide wellen auch in die gleiche richtung weglaufen, müsste ja destruktive interferenz entstehen, das licht würde sich doch dann auslöschen?

was passiert denn eigentlich wenn ich licht vom gleichen punkt aus mit einer phasendifferenz von pi losschicke? Es müsste sich dann ja an jedem punkt im raum auslöschen, aber wo geht dann die energie des lichts hin?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 23. Feb 2008 16:15    Titel: Antworten mit Zitat

nervensäge hat Folgendes geschrieben:
Bei Reflexion am Strahlteiler ergibt sich durch Überlagerung der Reflexion an Vorderseite (Phasensprung l/2) mit der Reflexion an der Rückseite (kein Phasensprung) ein Phasensprung von l/4.

die erklärung hab ich gefunden auf http://www.ikg.rt.bw.schule.de/qphfbmat/muenchen.htm (steht auf der seite etwas weiter unten bei der erklärung des bilds vom mach-zehnder-interferometer)

Mit dieser Aussage und der Erklärung dazu in dieser Quelle bin ich nicht einverstanden.

    1.) Denn zum einen trifft das ja schonmal auf all die Fälle nicht zu, in denen ich mein Interferometer so justiere, dass der Strahl so schmal ist, dass sich die beiden an der Vorderseite und Rückseite des Strahlteilers reflektierten Strahlen gar nicht erst überlappen, und ich zum Beispiel den an der Rückseite reflektierten Teilstrahl mit einer Blende wegschneide oder am nächsten Spiegel vorbei ins Leere laufen lasse.

    2.) Und zum anderen bin ich vollkommen mit deinen Einwänden aus Frage 2 und 3 einverstanden,
    Zitat:

    2. Frage: Kommt nicht in obiger erklärung eine änderung des phasensprungs durch die dicke des strahlenteilers zustande? denn wenn die lichtwelle an der vorderen und der hinteren grenzfläche des spiegels reflektiert wird, überlagert sie sich ja bei unterschiedlichem gangunterschied unterschiedlich?

    3. Frage: Grundsätzliches Verständnisproblem: wenn am strahlenteiler ein teil der welle mit phasensprung pi und der andere teil ohne phasensprung reflektiert wird, gibts ja ne phasendifferenz von pi. da ja beide wellen auch in die gleiche richtung weglaufen, müsste ja destruktive interferenz entstehen, das licht würde sich doch dann auslöschen?

    Wenn sich die beiden reflektierten Strahlen überlappen, dann hängt ihr Phasenversatz entscheidend von dem optischen Weg des an der Rückseite reflektierten Teilstrahls hin nud her innerhalb des Strahlteilerplättchens mit Brechungsindex ab. Dieser Phasenversatz ist also in aller Regel nicht gleich .

    Und wenn der Phasenversatz der beiden Teilstrahlen gleich ist, dann überlagern sich diese beiden Teilstrahlen selbstverständlich nicht zu einem Gesamtstrahl mit resultierendem Phasensprung , sondern löschen sich gegenseitig aus (eine besonders gute Auslöschung bekommt man, wenn beide reflektierten Teilstrahlen in guter Näherung dieselbe Amplitude haben; in Wirklichkeit wird an der Vorderseite ein kleines bisschen mehr reflektiert werden, weil da die Gesamtstrahlintensität etwa größer ist.)

Zitat:

1. Frage: Totalreflexion (Reflexion an der Rückseite?) findet nur ab einem ausreichend kleinen einfallswinkel statt. reflektiert ein strahlenteiler also bei größeren winkeln wie ein normaler spiegel mit einem phasensprung von pi?

Ich würde sagen, nicht, wenn der Strahlteiler ein "ebenes Plättchen" ist, also zwei planparallele Oberflächen hat. Denn des Winkel des Strahls im Inneren kann ja nur so flach werden, wie er nach der Brechung beim Eintritt in das Plättchen ist.

Zitat:

was passiert denn eigentlich wenn ich licht vom gleichen punkt aus mit einer phasendifferenz von pi losschicke? Es müsste sich dann ja an jedem punkt im raum auslöschen, aber wo geht dann die energie des lichts hin?

Wenn die Amplituden der beiden Strahlen genau gleich groß sind, dann geht keine Energie in diese Richtung. Sondern die Energie geht, je nach konkretem Versuchsaufbau, zum Beispiel voll in den anderen Zweig des Interferometers, oder die Energie wird in die Lichtquelle zurückreflektiert.

Zitat:

dass bei reflexion am optisch dichteren medium ein phasensprung von pi stattfindet und bei reflexion am dünneren medium keiner, hatte ich bereits selbst recherchiert. warum das aber so is hab ich nich verstanden, gibts da vllt irgendeine erklärung oder ne art analogie oder so, die für einen abiturienten verständlich is?

Da gibt es verschieden detaillierte Ebenen, wie man sich das überlegen und herleiten kann.

  • Zum Beispiel ist jede Reflexion von Wellen an einem festen Ende (bei Seilwellen wie bei Reflexion von optischen Wellen am optisch dichteren Medium) mit einem Phasensprung von verbunden,

    und jede Reflexion von Wellen am losen Ende (bei Seilwellen wie bei Reflexion von optischen Wellen am optisch dünneren Medium) mit einem Phasensprung von Null.

    siehe z.B.

    Phasensprung an Seilwellen

  • Die detaillierte Herleitung geht über die Fresnel'schen Formeln, dazu ist zum Beispiel folgender Link recht schön:

    Herleitung Fresnel'sche Formeln
    Phasensprung aus Fresnelschen Formeln.
nervensäge



Anmeldungsdatum: 30.11.2005
Beiträge: 26

Beitrag nervensäge Verfasst am: 23. Feb 2008 19:25    Titel: Antworten mit Zitat

Bei der Reflexion von Licht kommt es zu einem Phasensprung um p/2.

sagt folgende quelle: http://www.forphys.de/Website/qm/gloss/g32.html

ich hab aber auch schon quellen gefunden, die von einem phasensprung von pi ausgehen. was stimmt denn nun???

außerdem gibts strahlenteiler ohne phasensprung, wenn man einfach zwei prismen aneinanderklebt und das licht an der grenzfläche zwischen beiden reflektiert. das wär dann ne reflexion am optisch dünneren medium, also völlig verständlich.

da aber doch einige quellen von einem phasensprung von pi/2 ausgehen, muss da doch irgendwas dransein.

vllt hast du ja noch irgendeine idee?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 24. Feb 2008 17:04    Titel: Antworten mit Zitat

Magst du da vielleicht am besten mal eine Zusammenstellung von möglichst vielen Links machen, in denen du die Aussage gefunden hast bzw. findest, dass der Phasensprung bei Reflexion an einem Strahlteiler betragen soll?

Und gerne alle Links, die "ganz normal" von einem Phasensprung von dabei sprechen, in einer zweiten Liste zusammenfassen, soweit sie dir beim googlen begegnet sind/ begegnen?

Das könnte es uns erleichtern, herauszufinden, wie die Links mit dem einzuschätzen sind, und vielleicht sogar zu verstehen, wie sie das meinen oder wie sie da drauf kommen.
nervensäge



Anmeldungsdatum: 30.11.2005
Beiträge: 26

Beitrag nervensäge Verfasst am: 17. Apr 2008 18:23    Titel: Antworten mit Zitat

nach langem warten (ich hab in der zwischenzeit abitur geschrieben)mal die fortsetzung dieses themas, ich hoffe dermarkus weiss noch um was es geht.

hier die links mit phasensprung pi/2:

http://www.diss.fu-berlin.de/2005/327/3Interferometer.pdf

http://www.physik.uni-oldenburg.de/qubit/dokumente/MachZehnder/Mach-Zehnder.htm

http://www.ikg.rt.bw.schule.de/qphfbmat/muenchen.htm

Zusätzlich is noch im Buch "Impulse Physik Oberstufe" vom Klett-Verlag die Rede von einem Phasensprung von pi/2 am strahlenteiler.

elegant umgangen wird das problem hier:

http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/MachZehnder/MachZehnder.html

Es wird sicher noch mehr quellen geben, mir fehlt nur die lust alle zu suchen Augenzwinkern
aber gerade der oberste link wirkt vertrauenswürdig, nur versteh ich nich, warum da einmal

(1/2) e^(i(pi + 2phi)) = (1/2) e^(i*2phi)

ist und ein anderes mal = - (1/2) e^(i*2phi)

ich versteh zwar die mathematik dahinter nicht, aber dass es einmal so und ein anderes mal so ist erscheint mir irgendwie widersinnig...
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 24. Apr 2008 16:13    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube, um dem, was die Leute, die von einem Phasensprung von pi/2 reden, meinen, genauer auf die Spur zu kommen, brauchen wir noch mehr Links.

Denn bisher sind das ja alles Links, die sich auf Schulbücher oder Didaktik-Materialien beziehen, und noch nicht direkt auf Forschung. (Die Dissertation im ersten Link von eben beruft sich dabei auf die Darstellung auf Franz Embachers Internet-Seite http://homepage.univie.ac.at/Franz.Embacher/MERLIN_MPI/konzept.htm )

Und an Forschungsergebnissen dazu ist mir bisher noch nicht so viel begegnet. Für manche Experimente spielt die Größe des Phasensprungs bei Reflexion an einem Strahlteiler ja gar keine Rolle, in solchen Zusammenhängen wird man also auch diese Angabe nicht brauchen und nicht finden. Ob es Experimente gibt, die so etwas eindeutig entscheiden? (Falls nein, wäre diese Frage bisher nur rein akademisch.)

Im Zusammenhang mit Simulationen optischer Aufbauten habe ich schon mal gehört, dass es da mehrere verschiedene übliche Konventionen gibt, welche Annahmen man für so etwas macht, damit am Ende etwas Stimmiges herauskommt.
deafkojiro
Gast





Beitrag deafkojiro Verfasst am: 27. Mai 2008 10:31    Titel: Antworten mit Zitat

ich bin über das gleiche problem gestolpert um mir die funktionsweise des mach zehnder interferometers zu erklären. wenn man davon ausgeht, dass bei reflexion ein phasensprung von pi und bei transmission nichts passiert, kommt man nicht auf interferenz! warum auch immer, jedenfalls haut es prima mit einem phasensprung von pi/2 hin.

alternative könnte man mit dem phasensprung von pi interferenz erzeugen, wenn transmission auch einen effekt auf die phase hat (also besonders der übergang dichtes -->dünnes medium). leider spielt das hier keine rolle.

also wenn ihr die lösung dieses problems habt, sagt bescheid!!
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 27. Mai 2008 13:54    Titel: Antworten mit Zitat

deafkojiro hat Folgendes geschrieben:
wenn man davon ausgeht, dass bei reflexion ein phasensprung von pi und bei transmission nichts passiert, kommt man nicht auf interferenz!

Diese Aussage kann ich nicht nachvollziehen. "Interferenz" bekommt man doch bei jedem beliebigen Phasenversatz zwischen zwei Strahlen.

Bist du sicher, dass du dich da nicht vertippt hast, oder beim Formulieren ein Wort vergessen, ...? Magst du mal Skizzen malen, um zu zeigen, was du da meinst?
Zitat:

warum auch immer, jedenfalls haut es prima mit einem phasensprung von pi/2 hin.

Was meinst du da mit "haut hin" ? Welches Ergebnis erwartest du für dein Interferenzexperiment, und woher weißt du, dass diese Erwartung mit dem Ausgang von tatsächlichen Experimenten übereinstimmen wird?

Zitat:

wenn transmission auch einen effekt auf die phase hat

Natürlich hat auch die Transmission einen Einfluss auf die Phase. Dieser Einfluss hängt vom Brechungsindex und der Dicke des durchquerten Strahlteilerplättchens ab.
deafkojiro
Gast





Beitrag deafkojiro Verfasst am: 27. Mai 2008 19:21    Titel: Antworten mit Zitat

mein beitrag bezog sich auf das mach zehnder interferrometer und die dort auftretenden reflexionen und transmissionen. wenn man nachrechnet welche phasenverschiebung die wellen an den beiden ausgängen haben, und von einem phasensprung von pi bei reflexion und keiner veränderung der phase bei der transmission durch einen strahlteiler ausgeht, dann gelangt man dazu, dass bei gleicher armlänge keine interferenz auftritt. im gegensatz zu der (im internet, siehe die links oben) weitverbreiteten aussage, welche von pi/2 phasensprüngen ausgeht ("haut hin").
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 27. Mai 2008 19:58    Titel: Antworten mit Zitat

Mein Kommentar zu deinem Beitrag bezog sich genauso auf das Mach-Zahnder-Interferometer. Ich sag es nochmal deutlicher:

* Ich finde, deine Formulierung "keine Interferenz" ergibt keinen Sinn. Meinst du damit vielleicht statt dessen, dass die beiden Teilstrahlen im einen Ausgang des Mach-Zahnder-Interferometers maximal konstruktiv miteinander interferieren, und im anderen Ausgang des Mach-Zehnder-Interferometers maximal destruktiv miteinander interferieren?

*
deafkojiro hat Folgendes geschrieben:
wenn man nachrechnet welche phasenverschiebung die wellen an den beiden ausgängen haben, und von einem phasensprung von pi bei reflexion und keiner veränderung der phase bei der transmission durch einen strahlteiler ausgeht,

Zitat:

welche von pi/2 phasensprüngen ausgeht.

Also wenn ich diese beiden Fälle nachrechne, dann komme ich in beiden diesen Fällen auf dasselbe Ergebnis an den Ausgängen des Interferometers.

Wenn du also mit "wenn man nachrechnet" deine eigene Rechnung meinst, dann hast du dich meiner Meinung nach mindestens bei einer deiner beiden Rechnungen verrechnet.

Mal dir das mal auf, und betrachte den Ausgang des Interferometers, für den beide Teilstrahlen auf ihrem Weg zu diesem Ausgang genau eine Reflexion an einem Strahlteiler erfahren (und übrigens auch beide Teilstrahlen genau eine Transmission am jeweils anderen Strahlteiler). Dann spielt es für die Phasendifferenz der beiden Teilstrahlen an diesem Ausgang ja keine Rolle, ob der Phasensprung bei Reflexion an einem Strahlteiler nun oder oder sonstwas ist. Denn diesen Phasensprung machen ja beide Teilstrahlen genau einmal.
deafkojiro
Gast





Beitrag deafkojiro Verfasst am: 02. Jun 2008 16:41    Titel: Antworten mit Zitat

du hast "keine interferenz" ist blöd gewählt. es tritt schon interferenz auf aber es gibt ja zwei ausgänge an denen gilt:

das licht hat bis zum

1. ausgang: 1 transmission und 2 reflektionen (beide strahlen)

oder bis zum

2. ausgang: 2 transmission und 1 reflektionen (erster strahlen) oder 3 reflektionen (zweiter strahlen)

erfahren. bedeutet reflexion nun ein phasensprung von pi hat man an beiden ausgängen konstruktive interferenz, da an beiden ausgängen die wellen in phase sind (1. ausgang: kein phasenversatz, da beide die "gleiche" strecke zurücklegen; 2. ausgang: phasenversatz von 2pi, konstruktive Interf.).

macht man diese rechnung mit phasensprüngen von pi/2, liefert ausgang eins konstr. und ausgang zwei destruktive interferenz.

tut mir leid mit den verworrenne begrifflichkeiten, bin selbst durcheinander gekommen. so wie es jetzt da steht ist das problem doch verständlich oder? ich hoffe da ist etwas falsch, dann kann man sich diesen sachverhalt endlich mal erklären ;-)
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 02. Jun 2008 18:12    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, nun verstehe ich deine Argumentation besser, und vielleicht sind wir damit auch schon dem Grund auf der Spur, warum viele von einem Phasensprung von am Strahlteiler reden wollen. smile

Bei deiner Betrachtung sind dir bisher noch zwei "Flüchtigkeitsfehler" unterlaufen:

1) Du hast angenommen, der Phasenversatz eines Strahles bei Transmission sei einfach Null.

Das ist im allgemeinen sicher nicht der Fall.

Allerdings gebe ich dir recht, dass man sicher einen Fall konstruieren kann, in dem der Phasenversatz bei einer Transmission immer gleich einem ganzzahligen Vielfachen von ist, so dass man Fälle betrachten kann, bei denen man den Phasenversatz durch Transmission für die Rechnung einfach gleich Null setzen kann.

2) Du hast eine feste Erwartung bezüglich des Zusammenhangs der Intensität im einen und im anderen Ausgang hineingesteckt.

Intuitiv würde man vielleicht sagen und erwarten: Wenn die Interferenz im einem Ausgang maximal konstruktiv ist, dann muss die Interferenz im anderen Ausgang maximal destruktiv sein und umgekehrt. Und das besonders mit der Überlegung begründen, dass die Interferenz ja nicht in beiden Ausgängen gleichzeitig vollständig destruktiv sein könne, weil das der Energieerhaltung widerspreche.

Mit dieser intuitiven Erwartung bin ich allerdings nicht einverstanden. Siehe die unten angehängte Skizze dazu mit den Strahlengängen in einem Mach-Zehnder-Interferometer mit ziemlich dicken Strahlteilerplättchen.

Im unteren Teil der Skizze (schwarz) die vereinfachte Vorstellung, die der eben angesprochenen "intuitiven Erwartung" entspricht, mit unendlich dünnen Strahlteilerplättchen. Diese Skizze sieht so aus, als müsste der Phasensprung bei Reflexion an einem Strahlteiler sein, damit sich nicht der Widerspruch ergibt, dass ein- und dieselben zwei Strahlen in beiden Ausgängen auf gleiche Art und Weise (zum Beispiel beide Male zu einem Minimum) interferieren könnten, weil sonst der Energieerhaltungssatz verletzt sei, da die Energie von zwei Teilstrahlen auf den letzten Strahlteiler träfe, aber weder in den Ausgängen etwas herauskäme noch etwas zurückreflektiert werden könnte.

Der obere Teil der Skizze (farbig) zeigt die Situation in einem tatsächlichen Mach-Zehnder-Interferometer mit endlich dünnen Strahlteilerplättchen. Die als sehr dünn angenommenen Strahlen erfahren bei Transmission durch ein endlich dickes Strahlteilerplättchen einen seitlichen Versatz. Und deshalb interferieren in Ausgang 1 (rot mit rot) nicht dieselben zwei dünnen Strahlen miteinander wie in Ausgang 2 (rot mit blau).

Der eben angesprochene scheinbare Widerspruch ist also gar keiner, denn weil in den beiden Ausgängen unterschiedliche Strahlpaare miteinander interferieren, sind die Ergebnisse in Ausgang 1 und Ausgang 2 nicht aneinander gekoppelt.



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deafkojiro
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Beitrag deafkojiro Verfasst am: 05. Jun 2008 20:11    Titel: Antworten mit Zitat

okay. aber das problem bleibt nach wie vor, das auch in idealisierten konstrukten, kein so oft erläutertes interferenzbild zu erwarten ist, wenn man nicht (von der physikalisch falschen?) aussage ausgeht, dass reflexion einen phasensprung von pi/2 statt pi nach sich zieht.
jhm



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Beitrag jhm Verfasst am: 06. Jun 2008 11:14    Titel: Antworten mit Zitat

deafkojiro hat Folgendes geschrieben:
okay. aber das problem bleibt nach wie vor, das auch in idealisierten konstrukten, kein so oft erläutertes interferenzbild zu erwarten ist, wenn man nicht (von der physikalisch falschen?) aussage ausgeht, dass reflexion einen phasensprung von pi/2 statt pi nach sich zieht.
Meine Meinung:

Das ursprüngliche MZ-Interferometer hatte entlang der Mittellinien beider Wege keinen Gangunterschied, aber trotzde wegen der Divergenz des Lichtes ein Interferenzmuster am Ausgang. Dies Muster ändert sich, wenn man eine Probe in einen der beiden Wege stellte oder diese Probe veränderte (z. B. Gasdichte).

Um die Empfindlichkeit des Interferometers zu verbessern, war es wünschenswert, am Ausgang ene 'destruktive' Interferenz zu bekommen. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Ein Weg wäre der Phasensprung von pi/2 statt pi. Das kann man erreichen, wenn an einem Strahlteiler der reflektierte Strahl dadurch entsteht, dass das Licht an beiden Grenzflächen des Strahlteilers etwa gleich stark reflektiert wird und sich dann überlagert (pi+0)/2. Ein anderer Weg ist, an einem Strahlteiler nur die Reflektion an der Rückseite zu nutzen. Das Licht, das in der Skizze von C kommt und an D sofort gespiegelt wird, wird ausgeblendet und nur das Licht, das an der hinteren Grenzfläche von D gespiegelt wird, interferiert mit dem Licht, das über A und B kommt.



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dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 07. Jun 2008 01:33    Titel: Antworten mit Zitat

deafkojiro hat Folgendes geschrieben:
auch in idealisierten konstrukten

deafkojiro hat Folgendes geschrieben:
kein so oft erläutertes interferenzbild

Sorry, aber da verstehe ich nicht so recht, was du meinst. Magst du, falls das folgende die Sache nicht sowieso schon für dich klärt, nochmal genauer und ausführlicher sagen, was du da meinst?


jhm hat Folgendes geschrieben:
[...] Phasensprung von pi/2 [...]. Das kann man erreichen, wenn an einem Strahlteiler der reflektierte Strahl dadurch entsteht, dass das Licht an beiden Grenzflächen des Strahlteilers etwa gleich stark reflektiert wird und sich dann überlagert (pi+0)/2.

Ich glaube, wenn wir das noch konkreter fassen, dann haben wir eine Erklärung, was und wie die Leute das mit dem Phasensprung meinen:

Für dieses Überlagern brauchen wir einen dicken einfallenden Strahl, denn verschiedene nebeneinanderliegende (dünne Teil-) Strahlen im Ausgangsstrahl werden nach Reflexion an Vorder- bzw. Rückseite des Strahlteilers zu einem Strahl überlagert.

Und damit das gerade ergibt, müssen wir voraussetzen, dass beide reflektierten Teilstrahlen (an Vorder- und Rückseite des Strahlteilers) dieselbe Intensität haben, und dass der Phasenversatz für ein Durchqueren des Strahlteilers gerade gleich einem Vielfachen von ist.

Also muss die Aussage genaugenommen lauten:

Wenn der Phasenversatz für ein Durchqueren des Strahlteilers gleich einem Vielfachen von ist, dann ist der Phasensprung eines dicken Lichtstrahls bei Reflexion an diesem Strahlteiler gleich .
Freundlicher Hilfsgeist
Gast





Beitrag Freundlicher Hilfsgeist Verfasst am: 14. März 2012 16:35    Titel: Antworten mit Zitat

Hallohallo,

da ich das gleiche Erklärungsproblem bezüglich eines Sagnac-interferometers hatte und im weiten Web lange nicht fündig wurde hier die Antwort:

Ein Strahlteiler welcher spiegelsymetrisch bezüglich der Teilungsebene ist (z.b. Beamsplittercube) muss aus Energieerhaltungsgründen einen relativen Phasenunterschied von Pi/2 in den ausgehenden Strahlen hervorrufen.

Für die die es genauer wissen wollen: (Kann leider keine urls eingeben, einfach googlen)
PHASENVERSCHIEBUNG AM STRAHLTEILER
Jochen Pade, Lutz Polley
Institut für Physik, Universität Oldenburg

Und für die die es wirklich genau wissen wollen (auch Verallgemeinerung auf nicht-spiegelsymetrische fälle):
"Derivation of reciprocity relations for a beam splitter from energy balance", Z. Y. Ou, L. Mandel, Am. J. Phys. 57 (1989) 66-67


Zwar hat ist die Auswirkung bei einem Mach-Zehnder Interferometer experimentell unbedeutend, da beide Interferenzgäng räumlich getrennt und somit nicht auf exakt gleicher Länge sind, Phasenunterschiede als natürlich vorkommen.
Leider nicht so bei einem Sagnac-Interferometer zur Lasermodulation so das ich hier auf den Grund gehen wollte.

Hoffe ich erleuchte andere damit nicht auch andere zeit beim durchsuchen des webs und diverser Paper verlieren smile
Grüße
semoi



Anmeldungsdatum: 20.12.2011
Beiträge: 82

Beitrag semoi Verfasst am: 14. März 2012 17:55    Titel: Antworten mit Zitat

Eure Antwort findet ihr hier.
* Single layer --> phase-shift pi
* "symmetric beam splitter" --> phase-shift pi/2

Gruß,
Semoi
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