English: The Michelson Interferometer is one of the key experiments in modern physics when it comes to the topic of interference. Experiments using interferometry have a high historic relevance as well as uses in current areas of research (quantum erasers, gravitational wave detection) and are used in higher education. Because of the high cost of commercial experimental sets they are however not widely used in schools and are only used – if at all – in demonstration experiments.
Here, we introduce such a simple and low-cost Michelson Interferometer made mainly from LEGO Bricks which students can use for qualitative experiments, but also for quantitative experiments for determining the wavelength of a laser or the refractive index of glass-plate. The interferometer does work without most special element; besides LEGO bricks, it only consists of optical elements (transparent mirror and normal mirrors), a laser and rubber bands.
LEGO® is a trademark of the LEGO Group of companies which does not sponsor, authorize or endorse this project.
Deutsch: Das Michelson-Interferometer ist eines der Schlüsselexperimente der modernen Physik im Bereich Interferenz. Experimente zur Interferenz haben wohl eine große geschichtliche Bedeutung und sind Teil aktueller Forschungsprojekte wie bspw. Quantenradierer und Gravitationswellendetektoren. Aufgrund der hohen Kosten kommerzieller Experimentiermaterialien können entsprechende Experimente aber in der Oberstufe – wenn überhaupt – nur als Demonstrationsexperiment durchgeführt werden.
Wir möchten an dieser Stelle ein einfaches günstiges Michelson-Interferometer aus LEGO-Steinen vorstellen, welches Lernende in qualitativen und quantitativen Experimenten einsetzen können. Zu den quantitativen Experimenten gehört die Bestimmung der Wellenlänge des verwendeten Lasers sowie die Bestimmung des Brechungsindizes einer Glasplatte. Neben den LEGO-Steinen werden lediglich einfache einfache günstige Elemente wie z.B. Strahlteiler und Oberflächenspiegel, Laserpointer und Gummibänder benötigt.
LEGO® ist eine eingetragene Marke, welche dieses Projekt weder unterstützt, autorisiert noch befürwortet.
Partlist / Teileliste
Manuals
- Manual_1_EN_Laser_Mount
- Manual_2_EN_adjustable_Mirror_Mount
- Manual_3a_EN_Mirror_Beamsplitter_Lens_Mount
- Manual_3b_EN_Mirror_Objective_Mount
- Manual_4a_EN_Final_Steps
- Manual_4b_EN_Final_Steps
- Manual_Calibration
Anleitungen
- Anleitung_1_DE_ Laserhalterung
- Anleitung_2_DE_Spiegelhalterung_justierbar
- Anleitung_3a_DE_Spiegelhalterung_und_Strahlteilerhalterung
- Anleitung_3b_DE_Objektivhalterung
- Anleitung_4a_DE_Abschließende_Schritte
- Anleitung_4b_DE_Abschließende_Schritte
- Anleitung_Kalibrierung
optional 3D-Printed Parts / optionale Dateien für 3D-Druck
Weitere Komponenten
- 1x Laserpointer Klasse 2
- 1x Teildurchlässiger Vorderflächenspiegel
- 2x Vorderflächen-Glasspiegel, 30 x 20mm
- 1x Achromat, 2-Linser, f=26,5mm
- 1x Sechskantschraube (Din 933) Maße: M5 x 40
- 1x Sechskantmutter (Din 934) Maß: M5
- min. 7x Gummibänder, Durchmesser: 40 mm
Publication / Publikation
Haverkamp, Nils, Holz, Christoph, Ubben, Malte & Pusch, Alexander (2020). Measuring Wavelengths with LEGO Bricks. Building a Michelson Interferometer for Quantitative Experiments. In: Physics Teacher 58, S. 652-655.
Für weitere Informationen wenden Sie sich an Nils Haverkamp oder Alexander Pusch
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