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<!DOCTYPE html>

<title>Interferometrie</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Interferometrie</span></h1>

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</div>

Dieser Artikel wurde in die Qualitätssicherung der Redaktion Physik eingetragen. Wenn du dich mit dem Thema auskennst, bist du herzlich eingeladen, dich an der Prüfung und möglichen Verbesserung des Artikels zu beteiligen. Der Meinungsaustausch darüber findet derzeit <b>nicht</b> auf der Artikeldiskussionsseite, sondern auf der <b>Qualitätssicherungs-Seite</b> der Physik statt. </div>

<p>Mit <b>Interferometrie</b> werden alle Messmethoden bezeichnet, die die Überlagerung oder <a href="Interferenz_(Physik)" title="Interferenz (Physik)">Interferenz</a> von <a href="Welle" title="Welle">Wellen</a> nutzen, um zu messende <a href="Physikalische_Gr%C3%B6%C3%9Fe" title="Physikalische Größe">Größen</a> zu bestimmen. Ihr sind daher alle Effekte zugänglich, die Wellen beeinflussen, und der Aufbau der erforderlichen Messgeräte, der <b>Interferometer</b>, ist entsprechend vielfältig.

</p><p>Grundsätzlich lässt sich mit jeder Art von <a href="Welle" title="Welle">Welle</a>, seien es Licht-, Schall-, Materie- oder gar <a href="Wasserwelle" title="Wasserwelle">Wasserwellen</a>, Interferenz erzeugen und somit auch Interferometrie betreiben.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Interferometer">Interferometer</h2></div>

<p>Ein Interferometer ist ein technisches Gerät, welches das Phänomen der <a href="Interferenz_(Physik)" title="Interferenz (Physik)">Interferenz</a> (Überlagerungen von Wellen) für Präzisionsmessungen nutzt. Gemessen werden alle Effekte, die die effektive Weglänge der Wellen und damit Eigenschaften der überlagerten Welle ändern. Das Funktionsprinzip bei den optischen Interferometern ist im Prinzip immer gleich. Mindestens zwei Lichtbündel werden mithilfe von Spiegeln oder halbdurchlässigen Platten (sogenannten Strahlteilern) durch getrennte optische Bahnen geführt, am Wegende durch zusätzliche Spiegel reflektiert und am Ende wieder zusammengeführt. Ergebnis ist ein Interferenzmuster (Interferenzstreifen oder -ringe), dessen Form durch die Differenz der optischen Wege bestimmt wird, die die einzelnen Strahlen bis zur Vereinigung zurückgelegt haben.

</p>

<p>Einsatzfelder sind die Längenmessung, die <a href="Brechungsindex" title="Brechungsindex">Brechungsindexmessung</a>, die Winkelmessung und die <a href="Spektroskopie" title="Spektroskopie">Spektroskopie</a>. Weitere Anwendung finden Interferometer als Laser-Doppler-<a href="Vibrometer" title="Vibrometer">Vibrometer</a>, ein Messgerät zur Messung von Schwingungen. <a href="Laserinterferometer" class="mw-redirect" title="Laserinterferometer">Laserinterferometer</a> nutzen die Interferenz zur <a href="Entfernungsmessung" title="Entfernungsmessung">Entfernungsmessung</a>, <a href="Wei%C3%9Flichtinterferometer" class="mw-redirect" title="Weißlichtinterferometer">Weißlichtinterferometer</a> zur Formvermessung von Werkstücken. Ein weiteres Einsatzgebiet ist das <a href="FTIR-Spektrometer" title="FTIR-Spektrometer">FTIR-Spektrometer</a>, ein Messgerät für die <a href="Analytische_Chemie" title="Analytische Chemie">chemische Analyse</a> von Materialien. Zur Untersuchung von Grenzflächenvorgängen wird die <a href="Kapillarwellenspektroskopie" title="Kapillarwellenspektroskopie">Kapillarwellenspektroskopie</a> verwendet.

</p><p>Einer der bekanntesten Versuche in der Geschichte ist das <a href="Michelson-Morley-Experiment" title="Michelson-Morley-Experiment">Michelson-Morley-Experiment</a>, das mithilfe eines Michelson-Interferometers nachwies, dass die <a href="Lichtgeschwindigkeit" title="Lichtgeschwindigkeit">Lichtgeschwindigkeit</a> in jedem Bezugssystem gleich ist. Das Ergebnis dieses Experiments brachte die <a href="%C3%84ther_(Physik)" title="Äther (Physik)">Äthertheorie</a> ins Wanken und war auch eine der grundlegenden Annahmen der später von <a href="Albert_Einstein" title="Albert Einstein">Albert Einstein</a> aufgestellten <a href="Spezielle_Relativit%C3%A4tstheorie" title="Spezielle Relativitätstheorie">speziellen Relativitätstheorie</a>. Nach dem gleichen Prinzip versucht man mit einem modernen Michelson-Interferometer im <a href="GEO600" title="GEO600">GEO600</a>-Projekt bei <a href="Hannover" title="Hannover">Hannover</a> <a href="Gravitationswelle" title="Gravitationswelle">Gravitationswellen</a> nachzuweisen, was 2015 im <a href="LIGO" title="LIGO">LIGO Observatorium</a> gelang<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p><p>Neben Interferometrie mit <a href="Lichtwelle" class="mw-redirect" title="Lichtwelle">Lichtwellen</a> gibt es auch die <a href="Interferometric_Synthetic_Aperture_Radar" title="Interferometric Synthetic Aperture Radar">Radarinterferometrie</a> und <a href="Atominterferometer" title="Atominterferometer">Atominterferometer</a>, die die Welleneigenschaft von Teilchen gemäß dem <a href="Welle-Teilchen-Dualismus" title="Welle-Teilchen-Dualismus">Welle-Teilchen-Dualismus</a> ausnutzen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Interferenz_bei_der_optischen_Abbildung">Interferenz bei der optischen Abbildung</h2></div>

<p>Systeme, die optisch abbilden, nutzen die Interferenz der an der Eingangsöffnung eintreffenden Lichtwellen, um ein <a href="Reelles_Bild" title="Reelles Bild">reelles</a> oder <a href="Virtuelles_Bild" title="Virtuelles Bild">virtuelles Bild</a> zu erzeugen. Das gilt für eine <a href="Linse_(Optik)" title="Linse (Optik)">Sammellinse</a>, die ein Bild projiziert, ebenso wie für ein Teleskop, dessen Okular ein virtuelles Bild ferner Gegenstände zeigt. Das wahrgenommene Bild stellt in diesem Sinne ein Interferogramm dar.

</p><p>Die Überlagerung der Bildinformationen mehrerer Signale räumlich getrennt stehender Einzelinstrumente durch spezielle Einrichtungen ist ein häufig angewendetes Verfahren, um das <a href="Aufl%C3%B6sungsverm%C3%B6gen" title="Auflösungsvermögen">Auflösungsvermögen</a> von Instrumenten zu steigern. Das hat zur Folge, dass kleinere Details besser oder überhaupt erst abgebildet werden können. Beispiele dafür sind die Überlagerung des Teleskoplichts des <a href="Paranal-Observatorium#VLT_Interferometer" title="Paranal-Observatorium">Very Large Telescope</a> im Interferometer-Modus oder das <a href="Sternwarte_am_purpurnen_Berg#Yao’an" title="Sternwarte am purpurnen Berg">Optoelektronische Array der Sternwarte am purpurnen Berg</a> in Südwestchina. Mit den vier oder sechs über aus Vakuumröhren bestehenden Lichtleitern verbundenen 1-m-Teleskopen am <i>Center for High Angular Resolution Astronomy</i> des <a href="Mount-Wilson-Observatorium" title="Mount-Wilson-Observatorium">Mount-Wilson-Observatoriums</a> bei <a href="Los_Angeles" title="Los Angeles">Los Angeles</a> wird die Auflösung eines 330-m-Spiegels erreicht, also 50 mal besser als beim <a href="Hubble-Weltraumteleskop" title="Hubble-Weltraumteleskop">Hubble-Weltraumteleskop</a>.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Voraussetzung für eine erfolgreiche, das heißt stabile Interferenz ist, dass die Wellen <a href="Koh%C3%A4renz_(Physik)" title="Kohärenz (Physik)">kohärent</a> überlagert werden. Das bedeutet, die Wege (Lauflängen) der von unterschiedlichen Teilen des Interferometers kommenden Lichtsignale dürfen sich nur um weniger als die <a href="Koh%C3%A4renzl%C3%A4nge" title="Kohärenzlänge">Kohärenzlänge</a> unterscheiden. Die Kohärenzlänge ist abhängig von der Wellenlänge und der spektralen Bandbreite (Filterbandbreite) des verwendeten Lichtes. Das Auflösungsvermögen eines optischen Interferometers wird vom Abstand der Teleskope bestimmt, die Lichtempfindlichkeit aber vom Teleskopdurchmesser. So haben die für die Beobachtung lichtschwacher Objekte in entfernten Galaxien genutzten Teleskope am VLT der <a href="Europ%C3%A4ische_S%C3%BCdsternwarte" title="Europäische Südsternwarte">Europäischen Südsternwarte</a> einen Spiegeldurchmesser von 8,2 m. Das Optoelektronische Array der Sternwarte am purpurnen Berg dient dagegen der Überwachung von <a href="Erdnaher_Asteroid" title="Erdnaher Asteroid">erdnahen Asteroiden</a> und <a href="Weltraumm%C3%BCll" title="Weltraummüll">Weltraummüll</a>, weshalb dort relativ einfache 40/25-cm-Teleskope genügen. Anders als in Los Angeles oder auf dem <a href="Cerro_Paranal" title="Cerro Paranal">Cerro Paranal</a>, wo das Licht über optische Systeme in das zentrale Labor geleitet wird, besitzen diese Fernrohre <a href="CCD-Sensor" title="CCD-Sensor">CCD-Sensoren</a>, welche elektrische Signale liefern, die in einem Rechenzentrum überlagert werden.<sup id="cite_ref-inventur_3-0" class="reference"><a href="#cite_note-inventur-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-fertig_4-0" class="reference"><a href="#cite_note-fertig-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Interferenz_in_der_Radioastronomie">Interferenz in der Radioastronomie</h2></div>

<p>Auch in der <a href="Radioastronomie" title="Radioastronomie">Radioastronomie</a> werden die Signale der teilnehmenden <a href="Radioteleskop" title="Radioteleskop">Radioteleskope</a> mit <a href="Computer" title="Computer">Computern</a> rechnerisch überlagert. Bei dieser, „<a href="Very_Long_Baseline_Interferometry" title="Very Long Baseline Interferometry">Langbasisinterferometrie</a>“ oder „VLBI“ genannten Methode zeichnet man die vollständige Welleninformation – also die <a href="Amplitude" title="Amplitude">Amplitude</a> des Signals abhängig von der Zeit – auf, die von mehreren, räumlich weit getrennten Antennen geliefert wird. Die Präzision der Zeitmessung hat dabei eine besondere Bedeutung. Nur bei hinreichend präziser Zeitmessung ist die <a href="Phase_(Schwingung)" class="mw-redirect" title="Phase (Schwingung)">Phasenlage</a> der Einzelsignale zueinander in den Daten enthalten, und die Interferenz kann im Computer berechnet werden. Auf diese Weise können sogar Radioteleskope auf verschiedenen Kontinenten zusammengeschaltet werden und so hochaufgelöste Bilder liefern. Mit VLBI können Radioquellen trotz weitaus größerer Wellenlängen als bei sichtbarem Licht in einer Auflösung abgebildet werden, die im sichtbaren Licht bisher nicht denkbar sind.

</p><p>Eine andere Herangehensweise als bei VLBI mit seinen wenigen, weit voneinander entfernten und oft sehr großen Antennen wird bei radioastronomischen <a href="Interferometer_(Radioastronomie)" title="Interferometer (Radioastronomie)">Interferometern</a> gewählt, wo viele kleinere Einzelantennen zu einer Gruppe zusammengefasst sind. Beispiele hierfür wären das <a href="Very_Large_Array" title="Very Large Array">Very Large Array</a> des <a href="National_Radio_Astronomy_Observatory" title="National Radio Astronomy Observatory">Nationalen Radioastronomischen Observatoriums</a> in <a href="New_Mexico" title="New Mexico">New Mexico</a>, das aus 27 Parabolantennen von jeweils 25 m Durchmesser besteht, oder das Interferometer des <a href="Astronomisches_Observatorium_Peking#Observatorium_Miyun" title="Astronomisches Observatorium Peking">Observatoriums Miyun</a> bei <a href="Peking" title="Peking">Peking</a> mit 32 Antennen von jeweils 9 m Durchmesser.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Interferometertypen">Interferometertypen</h2></div>

<p>Zweistrahlinterferometer

</p>

<ul><li>Bath-Interferometer</li>

<li><a href="Jamin-Interferometer" title="Jamin-Interferometer">Jamin-Interferometer</a></li>

<li><a href="Mach-Zehnder-Interferometer" title="Mach-Zehnder-Interferometer">Mach-Zehnder-Interferometer</a> und sein Vorläufer <a href="Jamin-Interferometer" title="Jamin-Interferometer">Jamin-Interferometer</a></li>

<li><a href="Michelson-Interferometer" title="Michelson-Interferometer">Michelson-Interferometer</a>

<ul><li><a href="Twyman-Green-Interferometer" title="Twyman-Green-Interferometer">Twyman-Green-Interferometer</a></li></ul></li>

<li>Rayleigh-Interferometer</li>

<li><a href="Sagnac-Interferometer" title="Sagnac-Interferometer">Sagnac-Interferometer</a></li>

<li><a href="Wei%C3%9Flichtinterferometrie" title="Weißlichtinterferometrie">Weißlichtinterferometer</a></li></ul>

<p>Vielstrahlinterferometer

</p>

<ul><li><a href="Fabry-P%C3%A9rot-Interferometer" title="Fabry-Pérot-Interferometer">Fabry-Pérot-Interferometer</a></li>

<li><a href="Fizeau-Interferometer" title="Fizeau-Interferometer">Fizeau-Interferometer</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weitere_interferometrische_Messverfahren">Weitere interferometrische Messverfahren</h2></div>

<ul><li><a href="Atominterferometer" title="Atominterferometer">Atominterferometer</a></li>

<li>Holografische Interferometrie (siehe Artikel <a href="Holografie" title="Holografie">Holografie</a>)</li>

<li><a href="Speckle-Interferometrie" title="Speckle-Interferometrie">Speckle-Interferometrie</a> (<i>siehe auch:</i> <a href="Speckle" title="Speckle">Speckle</a>)</li>

<li><a href="Speckle-Fotografie" title="Speckle-Fotografie">Speckle-Fotografie</a> (hier spielt die Interferometrie nur bei der Entstehung der Speckles eine Rolle)</li>

<li><a href="Elektronische_Specklemuster-Interferometrie" title="Elektronische Specklemuster-Interferometrie">Elektronische Specklemuster-Interferometrie</a></li>

<li><a href="Shearografie" title="Shearografie">Shearografie</a></li>

<li><a href="Konoskopische_Holografie" title="Konoskopische Holografie">Konoskopische Holografie</a></li>

<li>Interferometrische Spektroskopie (siehe <a href="FTIR-Spektrometer" title="FTIR-Spektrometer">FTIR-Spektrometer</a>)</li>

<li><a href="Phasenkontrastmikroskopie" title="Phasenkontrastmikroskopie">Phasenkontrastmikroskopie</a></li>

<li><a href="Phasenschiebeverfahren" title="Phasenschiebeverfahren">Phasenschiebeverfahren</a> (werden bei verschiedenen Interferometertypen zur Phasenmessung eingesetzt)</li>

<li><a href="Intensit%C3%A4tsinterferometer" title="Intensitätsinterferometer">Intensitätsinterferometer</a></li>

<li><a href="Interferometric_Synthetic_Aperture_Radar" title="Interferometric Synthetic Aperture Radar">Interferometric Synthetic Aperture Radar</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Parameswaran Hariharan: <i>Basics of interferometry.</i> Elsevier Acad. Press, Amsterdam 2007, ISBN 978-0-12-373589-8.</li>

<li>W. H. Steel: <i>Interferometry.</i> Cambridge Univ. Pr., Cambridge 1983, ISBN 0-521-25320-9.</li>

<li>Robert D. Reasenberg: <i>Spaceborne interferometry.</i> SPIE, Bellingham 1993, ISBN 0-8194-1183-3.</li>

<li>C. Mattok: <i>Targets for space-based interferometry.</i> ESA Publ. Div., Noordwijk 1992, ISBN 92-9092-234-6.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><span class="noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Wiktionary"></span></span></span><b><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/Interferometer" class="extiw external" title="wikt:Interferometer">Wiktionary: Interferometer</a></b> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.lwl-kabel.ch/?goto=interferometrie_messung.asp">Interferometrie-Messung bei Lichtwellenleiter</a></li>

<li><a href="Dirk_Lorenzen" title="Dirk Lorenzen">Dirk Lorenzen</a>: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/1589033/"><i>Vier kleine Teleskope simulieren ein großes.</i></a> dradio Forschung Aktuell 26. Oktober 2011.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration, B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, M. R. Abernathy: <cite style="font-style:italic">Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Physical Review Letters</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>116</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>6</span>, 11. Februar 2016, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>061102</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102">10.1103/PhysRevLett.116.061102</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.116.061102">aps.org</a> [abgerufen am 19. Februar 2019]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Interferometrie&rft.atitle=Observation+of+Gravitational+Waves+from+a+Binary+Black+Hole+Merger&rft.au=LIGO+Scientific+Collaboration+and+Virgo+Collaboration%2C+B.%E2%80%89P.+Abbott%2C+R.+Abbott%2C+...&rft.date=2016-02-11&rft.doi=10.1103%2FPhysRevLett.116.061102&rft.genre=journal&rft.issue=6&rft.jtitle=Physical+Review+Letters&rft.pages=061102&rft.volume=116" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Eric Hand: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.nature.com/news/2010/100407/full/464820a.html"><i>Telescope arrays give fine view of stars.</i></a> In: <i>nature.com.</i> 7. April 2010,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 3. Mai 2021</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometrie&rft.title=Telescope+arrays+give+fine+view+of+stars&rft.description=Telescope+arrays+give+fine+view+of+stars&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.nature.com%2Fnews%2F2010%2F100407%2Ffull%2F464820a.html&rft.creator=Eric+Hand&rft.date=2010-04-07&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-inventur-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-inventur_3-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20230308144125/https://www.cams-cas.ac.cn/news/announcement/20160513002.pdf"><i>关于启动天文财政专项类别I观测设备运行绩效评估工作的通知.</i></a> (PDF; 2 MB) In: <i>cams-cas.ac.cn.</i> 13. Mai 2016, <span style="white-space:nowrap;">S. 6</span>, archiviert vom <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r250917974">

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</li>

<li id="cite_note-fertig-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-fertig_4-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.pmo.cas.cn/xwzx/twkx/201106/t20110628_3295132.html"><i>紫金山天文台姚安观测站落成.</i></a> In: <i>pmo.cas.cn.</i> 28. Juni 2011,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 3. Mai 2021</span> (chinesisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometrie&rft.title=%E7%B4%AB%E9%87%91%E5%B1%B1%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%8F%B0%E5%A7%9A%E5%AE%89%E8%A7%82%E6%B5%8B%E7%AB%99%E8%90%BD%E6%88%90&rft.description=%E7%B4%AB%E9%87%91%E5%B1%B1%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%8F%B0%E5%A7%9A%E5%AE%89%E8%A7%82%E6%B5%8B%E7%AB%99%E8%90%BD%E6%88%90&rft.identifier=http%3A%2F%2Fwww.pmo.cas.cn%2Fxwzx%2Ftwkx%2F201106%2Ft20110628_3295132.html&rft.date=2011-06-28&rft.language=zh"> </span></span>

</li>

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