Volltext - Fachbereich Physik - Universität Hamburg

1 Einleitung
Optische Interferometrie gehört zu den bewährten Methoden der experimentellen
Physik. Erste interferometrische Messungen wurden von Huygens Mitte des 17.
Jahrhunderts und von Young im Jahre 1802 [YOU02] zur Klärung der physikalischen
Natur des Lichtes durchgeführt. Sie zeigten die Wellennatur des Lichtes. Die klassische
Theorie des Lichtes wurde 1864 in Form der Maxwellschen Gleichungen
zusammengefaßt. Sie beschreiben die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen,
insbesondere Interferenz- und Beugungserscheinungen.
Bei der Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Licht und Atom erwies sich die
Maxwellsche Theorie jedoch als nicht ausreichend. Erscheinungen wie die diskreten
Linienspektren der chemischen Elemente oder die Hohlraumstrahlung machten deutlich,
daß die Kenntnis über den Aufbau der Atome und die Natur des Lichtes unzureichend
war. Im Jahre 1900 legte Planck mit dem Postulat von der Quantelung der Energie des
harmonischen Oszillators [PLA00] den Grundstein der Quantentheorie, als deren Teil
die Quantenoptik die quantisierte Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung
und Materie beschreibt.
Auf Grundlage des Planckschen Postulats gelang es Einstein 1905, den Photoeffekt auf
den Teilchencharakter des Lichtes zurückzuführen. Andererseits war durch Interferenz-
und Beugungserscheinungen der Wellencharakter des Lichtes gesichert. Damit wurde
erstmals ein zentrales Thema der Quantentheorie berührt, der Welle-Teilchen-
Dualismus. Abhängig von der physikalischen Fragestellung verhält sich Licht als Welle
oder Teilchen.
Bohr berücksichtigte 1913 die Quantentheorie bei der Entwicklung seines Atommodells
[BOH13], mit dem die diskreten Linienspektren der Elemente plausibel wurden. Er
postulierte diskrete Energiezustände der Elektronen in der Atomhülle. Beim Übergang
eines Elektrons von einem Zustand höherer Energie E2 zu einem Zustand niedrigerer
Energie E1, einem Quantensprung, emittiert das Atom die freiwerdende Energie ∆E=E2-
E1 in Form eines Lichtquants, dessen Frequenz ν mit dem energetischen Abstand der
Elektronenzustände durch die Plancksche Konstante h verknüpft ist: ∆E=hν.