Vielleicht wurde das Fabry-Perot verwendet, aber wir alle wissen, dass das berühmteste Experiment mit dem Michelson-Interferometer gemacht wurde, also:
Gibt es Merkmale des Michelson-Interferometers, die es bei dieser Art von Experimenten besser machen als das Fabry-Perot-Interferometer?
Ich weiß, dass die Randverschiebung in beiden Fällen ist
Wo ist der Abstand zwischen den Spiegeln und ist die Geschwindigkeit der Erde relativ zum Äther. Mit anderen Worten, das Experiment würde in beiden Fällen (abgesehen von einem konstanten Faktor) zum "gleichen" Ergebnis führen. Das lässt mich also denken, dass das Michelson-Interferometer im Vergleich zum Fabry-Perot-Interferometer etwas Besonderes hat.
Moderne Replikationen des Michelson-Morley-Experiments verwenden tatsächlich Fabry-Pérot-Hohlräume in jedem Arm, genau so, wie Sie es beschreiben. Siehe die Überschrift "Aktuelle Experimente mit optischen Resonatoren" auf der Wikipedia-Seite zum Michelson-Morley-Interferometer . Genau wie Sie argumentieren, wird die Empfindlichkeit durch optische Resonanz um einen Faktor von erhöht , die Finesse des Hohlraums. Diese modernen Experimente erreichen erstaunliche Grenzen der Geschwindigkeit des vermeintlichen Ätherwinds. Wie auf der Wiki-Seite angegeben:
zeigt, dass sich der Unterschied zwischen der Lichtgeschwindigkeit in den beiden Armen erfüllt . Diese Interferometer sind kleine Versionen der Art von Geräten, die bei der Gravitationswellenmessung verwendet werden.
Der Grund, warum Michelson und Morley es nicht so gemacht haben, ist einfach praktisch, wie Dmckee betont . Wenn Sie die Empfindlichkeit Ihres Interferometers gegenüber Phase durch Resonanz erhöhen möchten, wie bei einem Fabry-Pérot-Interferometer, müssen Sie sicherstellen, dass der Hohlraum genau auf der Länge bleibt, auf der die Resonanz auftritt. Die Empfindlichkeit fällt schnell ab, wenn die Kavität belastet wird (durch Temperaturdrift, Vibration usw.), wenn Sie sich von der Resonanz entfernen. Die hohe Empfindlichkeit des Resonators verstärkt das Phasenrauschen genauso wie das Signal, daher wird Ihnen die Methode für viele Einschränkungen des Experiments nicht helfen. In vielen Fällen ist Resonanz daher einfach so, als würde man ein verrauschtes Signal mit einem Verstärker verstärken.
Damit die Resonanz in einem MM-Experiment für Sie richtig funktioniert, erfordert dies eine extrem hohe Technologie zur Unterdrückung des Phasenrauschens. Eine Hauptquelle des Rauschens ist der Jitter des Hohlraums des Quellenlasers, wenn Sie einen Laser verwenden, also werden kryogene Quellen verwendet in Anwendungen wie diesen. Die Tatsache, dass sich das Interferometer drehen muss, ist ein großes potenzielles Problem: Sie müssen Lager finden, die nicht vibrieren. Michelson und Morley haben einen Quecksilberpool verwendet, aber sobald Sie Resonanz einführen, gehen die Anforderungen durch die Decke!
Das Michelson-Interferometer ist optimal für viele Anwendungen ähnlich dem MM-Experiment, aus dem Grund, den ich in meiner Arbeit untersuche:
Das heißt, das Michelson-Interferometer ist das Interferometer mit der höchsten Empfindlichkeit, dessen Ausgangsintensität eine reine Differentialfunktion der beiden Armlängen ist. Das bedeutet, dass alle Effekte, die sich gleichermaßen auf die Arme auswirken – großflächige Vibrationen, Temperaturdrift usw. – in einem solchen Gerät aufgehoben werden. Ich beweise in diesem Artikel, dass es unmöglich ist, eine global differentielle Phasenfunktion zu haben und die Empfindlichkeit des Michelson-Interferometers zu überschreiten.
Das Michelson-Gerät führt einen kontinuierlichen Vergleich durch und dann können Sie beobachten, wie sich der Vergleich ändert, aber das ist nicht der entscheidende Unterschied, nämlich dass ein Michelson-Interferometer leichter groß gemacht werden kann .
Die Größe des Geräts ist wichtig, da der (erwartete) Effekt relativ ist (es hängt davon ab, ), aber Interferometer reagieren empfindlich auf absolute Wegunterschiede (dh Sie möchten mindestens 1/4 Wellenlängenänderung, wenn Sie das Gerät drehen). Michelson war gezwungen, sichtbares Licht zu verwenden, daher war die Wellenlänge ungefähr festgelegt, und das plus die gesuchte Geschwindigkeit (etwa 30 km / s, wenn Sie einen sonnenfesten Äther annehmen) bestimmt die Größe des Geräts, das Sie benötigen .
Das Michelson-Morley-Experiment verwendete 11 Meter optischen Pfad an jedem Arm.
Versuchen Sie, ein Fabry-Perot-Gerät dieser Größe zu bauen. Ich stelle mir vor, dass es heute möglich wäre , aber zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts?
Selene Rouley