Por que a rotação muda a fase?

Num sistema inercial os caminhos dos dois sentidos diferem um pouco enquanto o laço gira: um feixe «alcança» a geometria um instante a mais que o outro; na saída isso é uma diferença de fase.

Para que tantas voltas de fibra?

Cada volta acrescenta à área óptica; uma bobina compacta alcança a sensibilidade de um anel grande no espaço livre.

A fórmula vale para qualquer forma do laço?

É a aproximação escalar usual para um laço plano. Os instrumentos reais calibram-se com a geometria e o espectro da fonte.

Por que aparece n na fórmula?

No meio o caminho óptico é maior que o geométrico; a fase responde ao caminho óptico, não só ao comprimento métrico.

Interferômetro de Sagnac

Δφ ∝ Ω·A/λ para feixes em sentidos opostos num laço que gira — ideia do giroscópio óptico.

Sobre o modelo

No interferômetro de Sagnac, feixes em sentidos opostos percorrem o mesmo laço. Ao girar a plataforma aparece uma diferença de fase; a fórmula didática para um laço plano é Δφ = 8π Ω A n /(λ c), em que A é a área, Ω a velocidade angular e n o índice do meio. O giroscópio de fibra enrola muitas voltas e assim aumenta a área efetiva. Não se modelam ruídos, correções relativísticas nem a geometria exata da bobina.

Para quem: Óptica da graduação e navegação: efeito Sagnac, giroscópio óptico.

Conceitos-chave

interferômetro de Sagnac
efeito Sagnac
giroscópio óptico
área do laço
velocidade angular
feixes em sentidos opostos
diferença de fase

Como funciona

Feixes em sentidos opostos num laço fechado ganham diferença de fase ao girar a plataforma; a escala é ∝ área do laço, Ω e n/λ. É a base do giroscópio óptico: muitas voltas de fibra aumentam a área efetiva.

Perguntas frequentes

Por que a rotação muda a fase?: Num sistema inercial os caminhos dos dois sentidos diferem um pouco enquanto o laço gira: um feixe «alcança» a geometria um instante a mais que o outro; na saída isso é uma diferença de fase.
Para que tantas voltas de fibra?: Cada volta acrescenta à área óptica; uma bobina compacta alcança a sensibilidade de um anel grande no espaço livre.
A fórmula vale para qualquer forma do laço?: É a aproximação escalar usual para um laço plano. Os instrumentos reais calibram-se com a geometria e o espectro da fonte.
Por que aparece n na fórmula?: No meio o caminho óptico é maior que o geométrico; a fase responde ao caminho óptico, não só ao comprimento métrico.

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