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Michelson-Spiegelverschiebung

Zählen Sie Streifen und erhalten Sie den Spiegelweg: 100 Streifen bei Licht mit 6.328e-7 m bedeuten 0.00003164 m Spiegelbewegung, die Hälfte der optischen Wegänderung, weil das Licht die Zusatzstrecke zweimal durchläuft. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Streifenanzahl
100
Wellenlänge
0,0000006328
Erhalten Sie
Spiegelverschiebung
0,00003164
Änderung des optischen Wegs
0,00006328
Genauigkeit
12
Gleichung
ΔL = 100·6.328e-7/2 = 0.00003164

Ein Michelson-Interferometer teilt einen monochromatischen Strahl in zwei Arme, reflektiert ihn an jeweils einem Spiegel und überlagert die Strahlen wieder, sodass Interferenzstreifen am Detektor entstehen. Wird ein Endspiegel entlang der optischen Achse um die Strecke ΔL verschoben, durchläuft das Licht in diesem Arm die zusätzliche Strecke zweimal — hin und zurück —, sodass die optische Weglänge um 2ΔL ändert. Zählt man, wie viele helle oder dunkle Streifen an einem festen Punkt vorbeiziehen, misst man diese Wegänderung in Einheiten der Wellenlänge. Dieser Rechner für die Spiegelverschiebung im Michelson-Interferometer nimmt die Streifenzahl N und die Quellenwellenlänge λ entgegen, wendet die geschlossene Identität ΔL gleich N mal λ durch zwei an und liefert die Spiegelverschiebung in derselben Längeneinheit, die Sie für λ verwendet haben. Die Engine ist reine endliche Arithmetik: keine Netzwerkanrufe, keine Stichproben und keine datumsabhängigen Abkürzungen.

Was die Michelson-Streifenzählung misst und was die Antwort enthält

Im klassischen Michelson-Aufbau teilt ein Strahlteiler kohärentes Licht in einen Referenzarm und einen Messarm. Jeder Arm endet an einem Spiegel; die zurückkehrenden Strahlen überlagern sich und erzeugen ein Streifenmuster, dessen lokale Intensität von der optischen Wegdifferenz zwischen den Armen abhängt. Verschiebt man den Messspiegel um ΔL, ändert sich nur der geometrische Weg dieses Arms um ΔL auf dem Hinweg und erneut um ΔL auf dem Rückweg, sodass die optische Wegdifferenz um 2ΔL springt.

Helle Streifen entstehen, wenn die Wegdifferenz ein ganzzahliges Vielfaches von λ ist; dunkle, wenn sie ein halbganzzahliges Vielfaches ist. Jeder Streifen, der an einem festen Beobachtungspunkt vorbeizieht, entspricht daher einer optischen Wegänderung von einer Wellenlänge: N mal λ gleich 2 mal ΔL, was sich zur Arbeitsformel ΔL gleich N mal λ geteilt durch zwei umstellt.

Wo Michelson-Verschiebungsprüfungen in Labor, Studium und Software passen

Studierende treffen die Michelson-Formel, wenn ein Praktikum Streifen zählt, während ein Mikrometer einen Spiegel verschiebt, wenn eine Hausaufgabe ΔL für gegebenes N und eine He–Ne-Wellenlänge von sechshundertzweiunddreißig Komma acht Nanometern verlangt, oder wenn eine Wettbewerbsaufgabe den Spiegelweg aus einer gemessenen Streifenzahl will, ohne einen optischen Tisch aufzubauen. Lehrkräfte können Antwortschlüssel für bescheidene SI-Längen vorab erzeugen, ohne undurchsichtigen Rechner-Apps zu vertrauen, die Einheiten still umrechnen oder Zehnerpotenzen bei Nanometern verlieren.

Metrologie- und Instrumentierungsnotizbücher nutzen dieselbe Identität beim Kalibrieren piezoelektrischer Tische, beim Prüfen von Schraubenmikrometer-Spiel gegen Streifenzählungen oder beim Umrechnen eines protokollierten Streifenzählers in Meter Wegstrecke für einen Stabilitätsbericht. Entwickler rufen den Vertrag aus Skripten auf, um deterministische Testvektoren für Wellenoptik-Widgets zu säen, nutzerseitig eingegebene N und λ vor einer Unterrichtsdemo zu normalisieren oder Programmieraufgaben zu erfüllen, die die Spiegelverschiebung statt einer vagen Skizze verlangen. Produkt- und Bildungswerkzeuge nutzen die Lösung, wenn Lernende Streifenzahl und Wellenlänge tippen und die Oberfläche ΔL und die Hin-und-Rück-Wegänderung nebeneinander zeigen muss.

Kombinieren Sie ihn mit anderen Optik-Endpunkten, wenn Sie ein kleines Labor freier, deterministischer Helfer für Interferenz, Beugung und einführende Wellenphysik aufbauen.

Bachelor-Laborberichte zu Michelson

Wandeln Sie gezählte Streifen N und Laserwellenlänge λ in die Spiegelverschiebung ΔL = Nλ/2 um — für Mikrometervergleiche und Fehleranalyse.

Schlüssel für Hausaufgaben und Prüfungen

Erzeugen Sie reproduzierbare ΔL-Werte für Lehrbuchaufgaben mit He–Ne und Natriumlinie ohne manuelle Rechenfehler bei Zehnerpotenzen.

Was kostet der Rechner für die Michelson-Spiegelverschiebung?

Er ist auf dieser Seite in Ihrem Browser kostenlos.

Warum steht der Faktor zwei in ΔL = Nλ/2?

Licht läuft zum beweglichen Spiegel und zurück, sodass eine geometrische Verschiebung ΔL den optischen Weg um 2ΔL ändert. Jeder Streifen entspricht einer Wegänderung von einer Wellenlänge; daher Nλ = 2ΔL.

Was geschieht, wenn die Wellenlänge null oder negativ ist?

Die Wellenlänge muss eine positive endliche Zahl sein, damit ΔL = Nλ/2 definiert ist.

Darf die Streifenzahl nicht ganzzahlig sein?

Ja. Teilstreifen sind als nichtnegative endliche Zahlen erlaubt. Negative Streifenzahlen werden durch diesen Vertrag abgelehnt.

In welcher Einheit erhalte ich den Spiegelweg?

In derselben Einheit wie die Wellenlänge. Geben Sie sie in Metern ein, erhalten Sie Meter; geben Sie sie in Nanometern ein, erhalten Sie Nanometer.

Wie weit bewegte sich der Spiegel bei 100 Streifen und 6.328e-7 m?

Um 0.00003164 m. Multiplizieren Sie 100 mit 6.328e-7 und teilen Sie durch zwei; die optische Wegänderung ist doppelt so groß, also 0.00006328 m.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/optics/michelson-mirror-displacement

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/michelson-mirror-displacement \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"fringe_count":100,"wavelength":6.328e-7}'
{
  "fringe_count": 100,
  "wavelength": 6.328e-7
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "optics.michelson_mirror_displacement",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Was die Michelson-Streifenzählung misst und was die Antwort enthält

Dieser Rechner gibt die normalisierten fringe_count- und wavelength-Werte zurück, die Sie geliefert haben, den berechneten mirror_displacement auf die angeforderte Präzision gerundet, den optical_path_change Nλ (gleich 2ΔL), die verwendete precision, eine kurze Formelzeichenkette, eine konkrete Gleichung mit eingesetzten Zahlen, das Methodentag michelson_mirror_displacement und eine einzeilige Meldung. Es gibt keinen Strahlverfolgungs-Pfad und keine zufällige Intensitätsstichprobe: Die Engine bildet exaktes Gleitkomma-ΔL innerhalb des unterstützten Magnitudenbereichs oder lehnt die Eingabe mit invalid_input ab. Abgelehnte Fälle umfassen fehlende N oder λ, nicht endliche Werte, Magnituden über der dokumentierten Obergrenze, eine negative Streifenzahl und jede Wellenlänge, die null oder nicht positiv ist, weil die Verschiebungsformel undefiniert ist, wenn λ keine positive Länge ist. Wenn Sie den Doppelspalt-Streifenabstand auf einem fernen Schirm, Beugungshüllen am Einzelspalt oder den Brechungsindex aus Streifenverschiebung in einer Zelle brauchen, nutzen Sie eigene Werkzeuge; diese Seite beantwortet nur die Endspiegelverschiebung im Michelson aus gezählten Streifen mit stabiler numerischer Ausgabe, geeignet für Arbeitsblätter, Unit-Tests und API-Verbraucher, die keine Wellenfronten erfinden dürfen.

Wie Streifenzahl und Wellenlänge gelesen werden und wie ΔL reproduzierbar bleibt

Optionale führende Pluszeichen und wissenschaftliche Notation in numerischen Zeichenketten sind erlaubt, wenn sie als endliche Dezimalzahlen parsen; eingebettete Leerzeichen, Hex-Präfixe und nichtnumerische Token werden mit einer klaren Meldung abgelehnt, damit eine schlechte Zelle nicht zu einer falschen Verschiebung wird. Die Streifenzahl muss nichtnegativ sein: Ein negatives N wird abgelehnt, weil die «Anzahl gezählter Streifen» in diesem Vertrag kein vorzeichenbehafteter Zähler ist (verwenden Sie eine vorzeichenbehaftete Konvention in Ihrer eigenen Nachverarbeitung, wenn Sie die Bewegungsrichtung getrennt verfolgen). Die Engine rechnet Nanometer nicht für Sie um: Geben Sie λ in derselben Einheit ein, die Sie für ΔL wünschen — Meter ergeben Meter, Mikrometer ergeben Mikrometer. Die bevorzugten Felder sind fringe_count für N und wavelength für λ, aber die Aliase N, n, fringes, fringeCount und m für die Streifenzählung sowie lambda, der griechische Buchstabe λ, wl und wavelength_m für die Wellenlänge werden akzeptiert, damit Tabellen, Query-Strings und typisierte Formulare denselben Vertrag wiederverwenden können. Die Wellenlänge muss streng positiv sein; null und negative Werte scheitern mit invalid_input, weil die Division der Wegänderung durch zwei weiterhin ein sinnvolles positives λ erfordert. Ein optionales Feld precision mit den Aliassen decimals und dp wählt, wie viele Dezimalstellen für die numerischen Felder ausgewiesen werden, standardmäßig zwölf und höchstens fünfzehn, damit JSON-Goldens stabil bleiben. Die Berechnung multipliziert N mit λ, halbiert das Produkt für mirror_displacement und meldet außerdem optical_path_change als N mal λ, damit Sie die Hin-und-Rück-Identität 2ΔL gleich Nλ ohne erneute Ableitung prüfen können. Kombinieren Sie den kostenlosen Browserlauf auf dieser Seite mit der kostenpflichtigen API, wenn Sie dasselbe mathematische Ergebnis in einer automatisierten Pipeline brauchen.

Wo Michelson-Verschiebungsprüfungen in Labor, Studium und Software passen

Auf dieser Seite läuft die Arbeit vollständig in Ihrem Browser; über die API kostet jede erfolgreiche Abfrage $0.002, fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet, und nach der Antwort wird nichts gespeichert. Diese Trennung — kostenlose interaktive Erkundung und eine preisgleiche, identische API — entspricht dem restlichen KIT-Katalog der Stufe A und lässt Sie von einer Labortisch-Demo zu einer automatisierten Pipeline wechseln, ohne das mathematische Ergebnis zu ändern.

Skripte zur Kalibrierung von Instrumenten und Tischen

Ordnen Sie Streifenzähler-Logs Metern Wegstrecke in CI-Fixtures, Piezostage-Prüfungen und Lehrdemos zu, die dieselbe reine Formel teilen.

Muss ich Nanometer selbst umrechnen?

Ja. Geben Sie die Wellenlänge in derselben Längeneinheit ein, die Sie für mirror_displacement wünschen; die Engine rechnet Einheiten nicht um.

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