Ernst hat geschrieben:Auf dem Rückweg ist die Situation in vertikaler Richtung unverändert. In horizontaler Richtung werden nun aber Wellenlänge und Geschwindigkeit kleiner. Die Summe der Laufzeiten, welche aus den unterschiedlichen Geschwindigkeiten in den beiden Etappen folgen, ist horizontal und vertikal unterschiedlich. Die Wellen laufen mit gleicher Frequenz mit einem Zeitversatz ein, was zur Phasenverschiebung führt und im Interferometer detektiert wird.
Das ist die übliche (und falsche!) Interpretation. Sie ignoriert den Umstand, dass die unterschiedlichen Geschwindigkeiten kompensiert werden durch die entsprechende Veränderung der Wellenlängen! Das Interferometer misst keine Geschwindigkeiten, es guckt gleichsam bloß nach, ob die Wellenlängen im Gleichtakt daher kommen oder nicht. Wenn die beiden Strahlen am Strahlteiler zusammenkommen und schließlich ins Interferometer reflektiert werden, haben sie beide dieselbe Anzahl an Wellenlängen zurückgelegt und sie haben dieselbe Frequenz. Die unterschiedlichen Laufzeiten haben sich ausgeglichen, indem dementsprechend die Wellenlängen verändert wurden (Doppler-Effekte). Das gilt sowohl longitudinal als auch transversal.
Du hast mir nicht verraten, wie der Spiegel in einem Interferometer die Phasenverschiebung verursacht. Ich hätte so gerne erfahren, was am Spiegel entsteht, wenn man ihn gegen den Lichtstrahl bewegt ... Da muss ja irgend etwas passieren, damit sich die Phasen verschieben! Wenn da nichts passiert, kann der Spiegel außer dem Phasensprung nur eine Veränderung innerhalb einer einzigen Phase bewirken. Wir wissen aber, dass die auftretende Verschiebung der Phasen zu einer Verschiebung mehrerer Phasen führt, und dies dem Weg entspricht, den der Spiegel zurücklegt. Deshalb können wir mit dem Interferometer messen! Also, was geschieht denn nun am bewegten Spiegel?
Es ist doch ganz einfach. Wenn in jedem Arm des Interferometers die Anzahl der Wellenlängen unverändert bleibt und dieselbe Anzahl mit gleicher Frequenz am Okular des Interferometers ankommt, kann sich keine Phase verschoben haben, denn andernfalls müssten auf dem Weg eine oder mehrere Phasen dazugekommen oder verschwunden sein. Das ist aber nicht der Fall und wäre ja Zauberei. Man darf ja nicht übersehen, dass von der Lichtquelle
1 einziger Strahl zum Strahlteiler kommt, und er erst dort in zwei Strahlen geteilt wird! Woher sollen nun die überzähligen oder fehlenden Phasen kommen, die eine Verschiebung verursachen sollten? Aus dem Nichts und ins Nichts...? Es ist doch klar, dass bis zum Strahlteiler keine Verschiebung erfolgt. Wenn jetzt nur die unterschiedlichen Laufzeiten ab Strahlteiler eine Verschiebung verursachen sollten, müsste sich die Zahl der Wellenlängen verändert haben oder die Frequenz! Und genau das geschieht im Interferometer nicht! Die unterschiedliche Geschwindigkeit kann doch keine zusätzlichen Phasen erzeugen oder verschwinden lassen!
Nochmal: Daran denken, dass die unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch die Veränderungen der Wellenlängen unterwegs ausgeglichen werden. Die Anzahl der Wellenlängen und die Frequenz ist bei jeder Reflexion im Interferometer dieselbe! Was letztlich im Detektor landet, hat ebenfalls die gleiche Wellenlängen-Anzahl und dieselbe Frequenz! Die Wellenlängen kommen im Gleichtakt daher, genauso wie sie vom Strahlteiler abgesandt wurden. Und genauso wie sie bei jeder Reflexion gleichzeitig ankamen und gleichzeitig weiter geschickt wurden. Denn die langsameren waren auch kürzer im vertikalen Weg. Und im waagrechten Weg gilt dasselbe: die kürzeren sind langsamer, die gedehnten sind schneller (c+/-v). Dadurch wird an jedem Spiegel genau dieselbe Wellenlängen-Anzahl aufgesammelt (der Doppler-Effekt hebt sich auf) - also auch unveränderte Frequenz.
In der longitudinalen Bewegungsrichtung ist das von vornherein klar. Wenn Sender und Empfänger sich gleichsinnig bewegen, gibt es keinen Doppler E. ob mit oder ohne Ätherwind. Man denke an den Schall. Dass dies auch für die transversale Richtung gilt, leuchtet nicht unmittelbar ein, wenn man ständig nur an die veränderte Geschwindigkeit denkt.
Man muss auch an die veränderten Wellenlängen denken. Darüber nachzudenken ist wirklich extrem nützlich
Grüße
Harald Maurer