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Aufgabenstellung:

Welche optischen Weglängendifferenzen in den beiden Armen eines Michelson-Interferometers sind höchstens zulässig, damit gerade noch Interferenzstreifen beobachtet werden können unter Verwendung von:

  1. Laserlicht ist die spektrale Halbwertsbreite)
  2. Licht aus einem angeregten Atomstrahl
  3. weißem Licht (Näherung)

Lösungsweg:

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a) Laserlicht

Die Kohärenzlänge berechnet sich aus der Lichtgeschwindigkeit und der Kohärenzzeit

b) Angeregter Atomstrahl

c) Weißes Licht

Bei weißem Licht besteht eine feste Phasenbeziehung nur innerhalb eines einzelnen Wellenzuges. Für eine grobe Näherung betrachten wir Wellenlängen zwischen und Es gilt also .

Dies muss noch durch ausgedrückt werden. Hierfür betrachten wir

Hierbei wurde der Übergang von infinitesimalen zu makroskopischen Verschiebungen in und durchgeführt, was eine Näherung darstellt. Somit kann man benutzen, dass Damit erhalten wir

was also mit einer Wellenlänge vergleichbar ist.

Lösung: