Interferómetro de Michelson

El interferómetro de Michelson consiste básicamente en una fuente láser divergente, la cual, al encontrarse un divisor de haz, es separada en dos frentes de onda idénticos, propagándose en direcciones perpendiculares. Estos haces se reflejan en sendos espejos planos, volviéndose a recombinar tras el divisor de haz. Si los espejos estuviesen situados a la misma distancia del divisor de haz, entonces, despreciando las diferencias debidas al espesor del espejo, los haces se recombinarían en fase, y no se obtendría ningún patrón de interferencia. 

Si se alejan los espejos, entonces las diferencias de camino óptico producirá franjas de interferencia, que dependerán tanto de la distancia entre los espejos como de la longitud de onda de la radiación utilizada. Por esta razón, el interferómetro se utiliza tanto para determinar distancias como para determinar longitudes de onda. 

La mejor forma de analizar el interferómetro de Michelson es considerar el esquema "equivalente", formado por las imágenes que de la fuente láser determinan los espejos, y alinear el sistema.

Los puntos F,F' son las imágenes que el sistema óptico determina para la fuente cuando se contempla desde la pantalla, siendo d la diferencia de camino (de ida y vuelta) entre los dos brazos del interferómetro.


Si se utiliza el modelo de franjas de Haidinger, prescindiendo de la fase aditiva p, en el interferómetro de Michelson, las franjas tienen lugar cuando

k d cosq = m pÞ m =  2

l
d cosq
donde d es la distancia aparente entre los dos espejos y m es el orden de la franja; si crece d entonces crece q para m constante (desde Origen).

Para un mismo punto de la pantalla, si se procede a mover un espejo, Dm = [ 2/(l)] cosqDd, o bien, si se introduce una caja de espesor d con un medio de índice de refracción n, entonces, para medir n se puede utilizar la fórmula
Dm =  2

l
d cosqks Dn

El interferómetro también se utiliza para la comparación de longitudes de onda con q » 0. Para ello se varía d hasta superponer las franjas de las dos longitudes de onda y a partir de este punto, se sigue variando d hasta que se produce la próxima coincidencia, con lo que 
D(  2

l
) d = N     D(  2

l
) d¢ = N +1Þ  Dl

l
=  l

2 Dd
En el siguiente applet se superponen los patrones de interferencia de dos haces una de cuyas longitudes de onda puede ser ajustadas con las barras superior e inferior, mientras que d puede ser ajustado con la barra derecha.