• Das Mach-Zehnder Interferometer
  • Das sogenannte Mach-Zehnder Interferometer (vor ca. 100 Jahren von Mach und Zehnder erfunden) besteht aus zwei vollständig reflektierenden und zwei halbdurchlässigen Spiegeln (auch Strahlteiler genannt). Für den weiteren Verlauf der Diskussion nehmen wir an, daß die Spiegel ideal seien, d.h. das Licht unabhängig von der Wellenlänge entweder völlig reflektieren bzw. zur Hälfte reflektieren und zur Hälfte durchlassen.

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    Das Mach-Zehnder Interferometer:
    S ist die Lichtquelle, H1 und H2 sind halbdurchlässige,  M1 und M2
    vollständig reflektierende Spiegel. A und B sind Detektoren.

    Das Licht geht von der Quelle S aus, trifft zunächst auf den Strahlteiler (halbdurchlässigen Spiegel) H1 und wird dort aufgeteilt. Die eine Hälfte der Intensität geht geradlinig zu M1 weiter, die andere Hälfte wird nach unten reflektiert und trifft auf M2. Die beiden Teilstrahlen treffen einander wieder am Strahlteiler H2.
    Die Anordnung der Spiegel ist derart, daß der Weg von H1 über M1 zu H2 gleich lang ist wie der Weg von H1 über M2 zu H2.
    Da Strahlteiler 2 genauso wirkt wie Strahlteiler 1, sollte man erwarten, daß am Strahlteiler 2 nun jeder der beiden Teilstrahlen seinerseits zur Hälfte durchgelassen und zur Hälfte reflektiert wird. Folglich würde im Endeffekt die Hälfte des einfallenden Lichtes im Detektor A und die andere Hälfte im Detektor B ankommen.

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    Intensitätsverteilung in einem Mach-Zehnder Interferometer, wie man sie zunächst
    durch einfache Überlegung erwarten würde. (Die Farben beziehen sich nicht auf die
    Lichtwellenlänge sondern dienen nur zur Unterscheidung der Lichtwege)

    Wenn Sie den Aufbau des Mach-Zehnder Interferometers verstanden haben, sollten Sie in der Lage sein, die folgenden Fragen korrekt zu beantworten. Falls Sie sich bei bestimmten Fragen nicht sicher sind, gehen Sie anhand obiger Abbildung noch einmal die Lichtwege im Interferometer durch. Beachten Sie dabei besonders die Intensitätsverteilung nach den halbdurchlässigen Spiegeln.

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