Diskussion:Sagnac-Interferometer

Anmerkung zur Einleitung

Das Foucault'sche Pendel bestätigt natürlich nicht das heliozentrische Weltbild, sondern ist lediglich dazu geeignet absolute Drehbewegungen (also ohne externen Referenzpunkt) zu registrieren. (So ein Unfug. Der Drehpunkt ist der Referenzpunkt). Als solches kann es als Glied einer Argumentationskette möglicherweise auch bei der Diskussion des heliozentrischen Weltbildes verwendet werden. (--Rodloff 10:48, 22. Mai 2008 (CEST)Rodloff) Wie man sieht habe ich(andere Benutzer) diese Ansicht weiter oben begründet und erklärt. Es ist schlichtweg ein Zeichen geistiger Armut von Wikipedia, dass diese wissenschaftlich völlig richtige Anmerkung von Rodloff, bereits von 2008, selbst heute 2010, noch keinen Eingang hier gefunden hat. Es bezeugt nur, dass hier möglicherweise Hausfrauen sich erdreisten über Wissen von Akademikern zu urteilen. Solange das hier der Fall ist werden Akademiker wie ich keinen Anreiz haben hier weiter etwas zu veröffentlichen.

Sagnac-Effekt als relativistischer Effekt

Was in den Standard-Herleitungen oftmals untergeht (nicht so in diesem Artikel - es sollte aber stärker herausgearbeitet werden !) ist die Tatsache, das mit einer konstanten Lichtgeschwindigkeit c gerechnet wird. Nur weil die Ausbreitungsgeschwindigkeit c der beiden gegensinnig umlaufenden Wellenzüge als gleich groß, unabhängig von der Drehgeschwindigkeit des Interferometers und unabhängig von möglichen Bezugssystemen angenommen wird, - nur deshalb existiert dieser Effekt; er ist damit ein relativistischer Effekt, denn gerade diese Annahmen zur Lichtgeschwindigkeit sind die Kernpostulate der speziellen Relativitätstheorie.

Würde man einen klassischen Ansatz versuchen, - also die Signalgeschwindigkeit als Summe der Ausbreitungsgeschwindigkeit im jeweiligen Medium plus der Quellengeschwindigkeit (Dopplereffekt!) definieren, - dann würde man sehr schnell feststellen, dass es in der beschrieben Ringinterferometeranordnung gar keinen Laufzeit- / Sagnac-Effekt geben kann.

Die Rolle des Parameters 'c' in der Sagnac-Formel ist sogar noch viel interessanter als es auf den ersten Blick erscheinen mag: Wenn man bei der Herleitung des Sagnac-Effektes nicht mit der (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit, sondern mit einer beliebigen Signalgeschwindigkeit (z.B. Licht in einer Glasfaser, oder sogar Schallwellen, o.ä.) rechnet, dann wird man - bei Berücksichtigung der Relativitätstheorie - feststellen, dass die Signalgechwindigkeit herausfällt. Übrig bleibt die Vakuumlichtgeschwindigkeit als Naturkonstante ! D.h. der Sagnac-Effekt ist zunächst unabhängig von der Art des verwendeten Signals. (Für diese Betrachtung sind lediglich die Grundrechenarten und 'etwas' spezielle Relativitätstheorie notwendig ! ) Ich werden versuchen demnächst auf der Seite [1] eine Herleitung von Sagnac- und Laserkreisel-Effekt zu geben. --Rodloff 12:18, 22. Mai 2008 (CEST)Rodloff

Anmerkung von gsagnac (siehe sagnac.avi auf youtube): Sogar Billardkugeln würden einen Sagnac-Effekt zeigen, wenn man sie nicht die Rollstrecke, sondern die effektive Wegstrecke messen lassen würde. Eine effektive Wegstrecke wird auf youtube in effectivePath.avi gezeigt.

Anmerkung von gsagnac (siehe sagnac.avi auf youtube): Die Behauptung, dass der Sagnac-Effekt relativistische Annahmen benötige, ist unzutreffend. Allein mithilfe der klassischen Galileo-Addition von Geschwindigkeiten kann man vorrechnen, wie der Sagnac-Effekt in der gemessenen Größenordnung zustande kommt. Eine Konsequenz des Galileo-Konzepts bei Anwendung auf und Erklärung für den Sagnac-Effekt ist, dass die Lichtausbreitung nicht an ein (eventuell bewegtes, mit bewegtes oder unbewegliches) Medium gebunden ist, vielmehr universell mit eigenen Wellenzügen die Distanz von der Lichtquelle bis zum Ziel durchläuft, genau genommen selbständig bemisst. Mit der Annahme des Galileo-Konzepts für den Sagnac-Effekt ist selbst ein linearer Sagnac-Effekt nachweisbar. Wie in dem youtube-Video von gsagnac gezeigt wird, bemisst ein auf einem fahrenden Schiff in die Fahrtrichtung abgesetzter Lichtstrahl eine größere Anzahl von Wellenzügen als der entgegengesetzte Strahl, der die gleiche Distanz auf dem Schiff zurücklegt. Während die Schiffsdistanzen der zwei Strahlen gleich sind, zählen (sofern es gelingen würde, eine Interferenz bei strahlfremden Lichtstrahlen herzustellen) beide Strahlen unterschiedliche viele Wellenzüge, was als eine Phasenverschiebung im Interferometer sichtbar würde, die linear mit der Gewindigkeit des Schiffes ansteigt.

Ein scharfes Kriterium für die Widerlegung des Galileo-Konzepts für den Sagnac-Effekt beruht auf dieser Prognose: Beide Teilstrahlen treffen gleichzeitig (absolut simultan) am gleichen Ort ein, wenn die lokalen Pfadlängen (i.e. die Wege auf dem Schiff zwischen Start und Ziel) identisch sind. (nicht signierter Beitrag von 88.69.145.162 (Diskussion) 19:33, 3. Okt. 2013 (CEST))

In Ruhe

Wenn das Sagnac-Dingens in Ruhe ist - sieht man dann wirklich DESTRUKTIVE Interferenz? Ich hätte gedacht, die Lichtstrahlen sind gleich weit gereist; einer von ihnen ist zweimal häufiger reflektiert worden, dies erzuegt aber dich nicht 180° Phasenverschiibung, sondern 2*0,5*Lambda, also 1 Lambda. Und das würde bedeuten, dass die Strahlen in Phase sind und sich konstruktv überlagern - das passt auch irgendwie besser zu der Rechnung, dass man schnell drehen muss, damit das Licht schwächer wird.

laut englische Wikipedia besteht im Ruhezustand ein Interferenzmuster, dass sich dann im bewegten Zustand verändert --217.87.136.97 14:37, 1. Nov. 2009 (CET)

Hier könnte man die ultragenaue Messung von Rotation und Beschleunigung mittels Atomstrahlinterferometrie erwähnen.

Verschwörungstheorien

Hallo,

ein Link zu solchen Verschwörungstheorien, wie im Text genannt, wäre schön. :-)

auch für nicht-mathematiker?

hallo, es wäre nett, wenn ein mathematisch versierter mensch die komplexen und schwerverständlichen formeln in worte fassen (sprich: einfacher erklären) würde - damit auch jemand ohne diplom in mathematik folgen kann.  ;-) dabei wäre es nicht schlimm, wenn man zugunsten der anschaulichkeit möglicherweise auf etwas wissenschaftliche korrektheit (bei entsprechendem hinweis) verzichtete. grüße, c",) 7. Jul 2005 18:43 (CEST)

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warum bestätigt das foucault'sche pendel das heliozentrische weltbild o.O die erde kann rotieren ohne aus dem zentrum gestoßen zu werden o.O könnte das vllt jemand erklären ?

es geht wohl darum, dass der Tag-Nacht-Zyklus in diesem Fall nicht durch eine schnelle Revolution der Sonne um die Erde erzeugt wird, sondern durch die Drehung der Erde selbst. Im geozentrischen Fall würde eine sich drehende Erde, die gleichzeitig von der Sonne umkreist wird, andere Tag-Nacht-Zyklen haben (ganz andere Tageslänge)..da die Erde nun aber 1mal am Tag rotiert, müsste nun die Sonne fixiert sein, was auch das geozentrische Modell nicht erklären könnte.. zugegebenermaßen ist der Bezug recht obskur und eine näherere Erklärung des Sachverhalts sicher hilfreich, aber stimmen tut es, das geozentrische Weltbild versagt hier. (ich war zuerst auch recht verwundert, was den Satz anging) --Chieron 02:14, 2. Dez. 2007 (CET)

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Ich habe im Theorieteil die Definition von r eingefuegt, weil ich vorher stundenlang die Rechnung nicht kapiert hatte. Normalerweise bezeichnet r einen Radius, aber bei dieser Rechnung ist es der Abstand der Tangente zur Drehachse. Neuhier 9. März 2006

Das kann ich so nicht ganz stehen lassen. Der Abstand der Tangente zur Drehachse ist i.A. der Radius per Definitionem, da eine Tangente nur einen Berührungspunkt mit dem Kreis hat und der hat eben den Abstand des Radius. Auch ist es so nicht richtig, dass r in Tangentialrichtung zeigt aber hier ist das ein wenig schwammig in der Mathematik, weil es sich hier eigentlich um Vektoren handelt (und Omega in der Literatur fast immer klein geschrieben wird) und daher eher um ein Kreuzprodukt (r und omega sind orthogonal). --Polariton 03:28, 21. Jul 2006 (CEST)

Im Text steht, dass es um die Tangente des Strahlweges und nicht um die Kreistangente geht. Dass r in Tangentialrichtung zeigt, hat niemand behauptet. Neuhier 28. August 2006

Argument für geozentrisches Weltbild?

Trotzdem wird das Experiment von Michelson und Gale von Verfechtern des geozentrischen Weltbildes als Argument dafür angeführt, dass sich die Sterne samt dem Äther um die Erde drehen.

Gibts für diese Aussage irgendwelche Quellen bzw. welche ernsthaften Verfechter eines geozentrischen Weltbildes gibts heute (oder gabs wenigstens 1913) noch? - Falls ja sollte das ggf. konkreter Formuliert werden. Hab den Satz daher mal entfernt. -- mIstA 09:49, 8. Okt 2005 (CEST)

Überarbeitung nötig

Die angeführte relativistische Rechnung ist m.E. nicht in der Lage den Sagnac Effekt zu erklären, da sie davon ausgeht, dass sich das Interferometer relativ zum Bezugssystem dreht. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall.

Was ist mit dem Fall, wo das Interferometer im Bezugssystem ruht, und trotzdem eine Rotation gemessen wurde (z.B. Drehung der Erde)? -- (Julian, 16.07.2006)

das interferometer misst rotatation absolut und nicht relativ. steht so im ersten satz. --Pediadeep

unter der annahme das es keinen absoluten raum gibt, der sich um das interferometer drehen kann oder ? -- Amtiss, SNAFU ? 23:08, 16. Jul 2006 (CEST)

ich verstehe diese frage wohl nicht ganz? "absoluten" raum gibts nicht, ist alles relativ, aber absolute drehung gibts schon, wobei sich der raum natürlich nicht dreht, sondern das interferometer, oder halt auch nicht. und diese absolute drehung kann man eben mit dem interferometer messen. --Pediadeep 00:01, 17. Jul 2006 (CEST)

Das ist mir klar. Ich habe mich bloß gefragt, was die axiomatischen Vorraussetzungen für die Aussage sind. -- Amtiss, SNAFU ? 00:15, 17. Jul 2006 (CEST)

Das Problem mit *deiner* aboluten Messung der rotation ist bloß, dass es keine absolute Gleichzeitigkeit gibt. D.h., wenn in einem Bezugssystem zwei Strahlen gleichzeitig ankommen und sich verstärkt überlagern, muss dies in einem anderen Bezugssystem nicht der Fall sein.

Es wurde hier jedoch aus einem Bezugssystem gerechnet, das sich relativ zur Messapparatur dreht. Damit können NICH die Ergebnisse erklärt werden, die man im BS sieht, das relativ zur Apparatur ruht. --Julian, 20.01.2007

Es reicht aus, die Interferenz in einem Bezugssystem zu berechnen. Im Theorieteil wurde als Bezugssystem ein Inertialsystem gewählt, relativ zu dem sich die Apparatur gegebenenfalls dreht. --Neuhier 21:40, 20. Jan. 2007 (CET)

Anmerkung von gsagnac: betreffend den Fall, dass es keine absolute Gleichzeitigkeit gibt. Ohne diese Annahme von Gleichzeitigkeit wäre auch keine SRT oder ART möglich. In Paragraf 3 schreibt A.E. in seinem 1905er Paper: "t=t'=0" Was ist das, wenn nicht gleichzeitig?

If this is true "there can never be agreement on the simultaneity of events" then SRT is in trouble of self contradiction. Simultaneous::= identity of time of events,e.g. t(e1) = t'(e2) A.E. (1905, §3) "At the time t=t'=0, when the origin of the co-ordinates is common to the two systems" Identity of time is a very important preassumption of the SRT. (nicht signierter Beitrag von 88.69.145.162 (Diskussion) 19:33, 3. Okt. 2013 (CEST))

Letzter Abschnitt im Theorie Kapitel -> 227 Umdrehungen

Dem letzten Satz in der Theorie kann ich nicht folgen. Delta wird hier m.E. willkürlich auf 1/2 gesetzt. Wäre ein setzen von Delta auf 1/2 * Lambda nicht sinnvoller? Für die Einheitenrechnung habe ich für Delta Meter ermittelt. Die maximale Auslöschung sollte also bei 1/2 * 633 nm erfolgen. Somit ergibt sich eine erheblich höhere Empfindlichkeit die wohl eher durch Lock-In Effekte limitiert wird. (nicht signierter Beitrag von 217.194.34.103 (Diskussion) 16:31, 13. Dez. 2006‎)

Bei $\Delta$ sollte es sich um einen Phasenverschiebungswinkel handeln. Dementsprechend beträgt der Abstand zwischen Minimum und Maximum nicht $1/2$, sondern $\pi /2$. Wie du auf die Einheit Meter kommst sehe ich nicht.

--134.76.221.119 22:07, 15. Jul. 2009 (CEST)

Das 1/2 ist nicht übermäßig willkürlich, sondern war vom Ersteller 2004 als Verschiebung des Streifenmusters relativ zum Streifenabstand gemeint (damals stand in der Formel nur das $\Delta$, kein $\phi$). Dementsprechend enthielt die Formel einen Faktor $2\pi$ weniger, das $\Omega$ also recht ungewöhnlich in Umdrehungen pro Zeit. Dazu passte zwar das Ergebnis 227 Umdrehungen pro Minute, allerdings nicht die Herleitung: Die stimmt so nur mit $\Omega$ als Winkel pro Zeit. Das fehlende $2\pi$ wurde 2009 ergänzt, allerdings nur auf der rechten Seite der Formel, nicht links, irgendwann revertiert, nochmal 2011, auf beiden Seiten ($\Delta \phi$). Seither ist das 1/2 scheinbar Unsinn und weder passend zu 227 Umdrehungen pro Minute (sondern 227 Radiant pro Minute) noch zu "Auslöschung". Ich ergänze nun den Faktor $2\pi$ auch beim 1/2, erhalte $\pi$ (nicht $\pi /2$, wie oben 134.76.221.119 meinte), ergänze den Text um die Angabe in °/s und schließe diesen Abschnitt in der Hoffnung auf Zustimmung. – Rainald62 (Diskussion) 17:15, 5. Aug. 2012 (CEST)

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. Rainald62 (Diskussion) 17:15, 5. Aug. 2012 (CEST)

Anmerkung zum Lock-In-Effekt

Der Lock-In-Effekt existiert nur im Laserkreisel, also im aktiven Ringlaser. Der Lock-In-Effekt hat (im wesentlichen) auch keinen Einfluß auf die Empfindlichkeit (gemeint ist wohl der Skalenfaktor) sondern ist Ursache für einen Blockierung des Kreiselausgangssignale unterhalb einer bestimmten Drehrate. --Rodloff 11:58, 22. Mai 2008 (CEST)Rodloff

Frage zum Michelson-Gale-Versuch

Wie wurde dieses Gerät auf die Drehzahl null geeicht? Man kann die Lichtwege nicht ohne weiteres auf die gleiche Länge einstellen. -- Karl Bednarik (Diskussion) 04:26, 17. Sep. 2017 (CEST).

Hallo Karl Bednarik, das wurde durch einen weiteren Strahlengang erreicht, der eine viel kleinere Fläche umschließt (siehe hier auf Seite 2 der PDF-Datei). Der Sagnac-Effekt ist proportional zum Produkt aus Winkelgeschwindigkeit und umschlossener Fläche, also kann man anstatt der Winkelgeschwindigkeit auch die Fläche klein machen. Usr2 (Diskussion) 14:17, 17. Sep. 2017 (CEST)

Danke, Usr2. -- Karl Bednarik (Diskussion) 07:45, 18. Sep. 2017 (CEST).