Efecto Sagnac
El interferómetro Sagnac mide su velocidad angular con respecto a su sistema de referencia inercial local.
Por lo tanto, al igual que el giroscopio también puede proporcionar una referencia para un sistema de guía inercial.
Sin embargo, los principios físicos en los que se basan los dos dispositivos son diferentes: el giroscopio utiliza el principio de conservación del momento angular, mientras que el interferómetro se ve afectado por fenómenos relativistas.
[cita requerida] Generalmente se utilizan varios espejos para que los rayos de luz sigan una trayectoria triangular o cuadrada.
Cuando la plataforma está girando, las líneas del patrón de interferencia son desplazadas en comparación con la posición del patrón de interferencia cuando la plataforma no gira.
El eje de rotación puede no estar dentro del recinto recorrido por la luz.
[cita requerida] En teoría, la primera sugerencia para llevar a cabo el experimento de interferometría fue hecha por el físico británico Oliver Joseph Lodge en 1897 y más tarde por el estadounidense Albert Abraham Michelson en 1904.
Esperaban que si se podía realizar tal experimento (cuyo objetivo era medir la rotación de la tierra por medios ópticos), sería posible probar o refutar las ideas relativas a la inmovilidad del éter o al completo arrastre del éter por la Tierra.
[1] [2] [3] Max von Laue en 1911 continuó el trabajo teórico de Michelson y también incorporó la relatividad especial en sus cálculos.
[6][7] En la práctica, el primer experimento de interferometría destinado a observar la correlación entre velocidad angular y desplazamiento de fase fue realizado por el francés Georges Sagnac en 1913, razón por la cual el efecto lleva su nombre.
Sin embargo, como ya se ha explicado, dos años antes Max von Laue ya predijo este efecto sobre la base de la relatividad especial, por lo que este efecto es consistente con la relatividad especial.
Harress no había atribuido el "sesgo inesperado" del resultado de su experimento a motivos relativistas.
La deducción más simple es para un anillo circular que gira a una velocidad angular
, pero el resultado es general para las geometrías de lazo con otras formas.
es la distancia (flecha negra regruesada en la figura) que el espejo se ha movido en ese mismo tiempo: Eliminando
En vidrio, la velocidad de la luz es más lenta que en el vacío, y el cable óptico es el medio en movimiento.
(Hacia 1900 Lorentz pudo explicar este fenómeno, pero en ese momento su teoría era un conjunto de fórmulas para jusstificarlo, matemáticamente equivalentes a la posterior relatividad especial de Einstein).
[cita requerida] Como el emisor y el receptor viajan a la misma velocidad, el efecto Doppler se cancela en el experimento de Sagnac.
Cuando la configuración del anillo láser está girando, los dos rayos experimentan cambios de frecuencia en sentidos opuestos.
[cita requerida] El efecto Sagnac no está afectado por la elección del marco de referencia.
En un planeta sin rotación, esta consideración sería suficiente: dos señales horarias enviadas en sentido contrario van a recorrer el círculo completo exactamente en el mismo tiempo, llegando a la estación de origen simultáneamente.
El anillo láser también se puede utilizar para detectar el día sideral, que también puede denominarse "modo 1".
Un interferómetro de anillo pasivo utiliza luz que entra al dispositivo desde el exterior.
El proceso de emisión estimulada consigue que una frecuencia se imponga rápidamente a las otras frecuencias, emitiéndose una luz que está muy próxima de ser monocromática.
(Las franjas de interferencia más familiares en interferometría son un patrón espacial).
En la interferometría láser de anillo, por el contrario, el dispositivo se está autocalibrando constantemente.
El batimiento será cero si y sólo si la configuración del anillo láser no gira con respecto al espacio inercial.
Los puntos grises representan moléculas en la cavidad láser que actúan como resonadores.
Para evitar este problema, se suele introducir un movimiento distorsionador en la cavidad del láser (de unos cientos de hercios atrás y adelante, en un ángulo muy pequeño), limitando el problema a los mínimos intervalos en los que su velocidad angular es próxima a cero.
La distorsiones producidas por esta corrección tienden a cancelarse entre sucesivos intervalos muertos.
