Moin...
"Wenn man das mal näher betrachtet, setzt dies stillschweigend voraus, daß die Membrane exakt tellerförmig schwingt oder gar Kolbenförmig. "
Nein. Das setzt zunächst mal nur voraus, dass man die Art der Membranbewegung genau kennt und sich dann ggf. einen Punkt aussucht, der die "gewünschte" (also dem Schallfeld am ehesten proportionale) Bewegung ausführt. Man muss schließlich nicht die gesamte Membran als Spiegel benutzen, sondern es reicht ein sehr kleiner Punkt, der durchaus auch am Rand liegen kann (was sogar von Vorteil ist, denn dort ist die WINKELänderung der Membran während der Schwingung am größten.
Im Link unten ist übrigens genau dieses Prinzip von den ursprünglichen Entwicklern der TU Braunschweig näher erläutert, da wird es im Grunde genauso wie von mir beschrieben gemacht.
"Tatsache ist aber - das sagte mir Jörg Wuttke mal - daß die Membran nicht tellerförmig (natürlich erst recht nicht kolbenförmig) schwingt, sondern in Moden. Es sind also Knoten und Bäuche vorhanden ähnlich wie bei den Cladny'schen Klangfiguren."
Das ist mir durchaus bewußt, aber die kann man in gewissen Grenzen auch unterdrücken bzw. kontrollieren (z.B. durch leichte Änderung der Symmetrieeigenschaften).
"Was passiert also wenn bei bestimmten Frequenzen gerade da wo der Strahl die Membrane trifft ein Schwingungsknoten liegt? "
Wie gesagt, das ließe sich a) vermeiden, b) wäre das u.U. gar nicht schlimm oder sogar wünschenswert, weil genau da die Membran sich zwar nicht vor- und zurückbewegt, dafür aber ihren Winkel ständig ändert.
Man kann auch (jetzt spekuliere ich allerdings) vielleicht die höheren Moden durch entsprechende Geometrie und/oder Steifheit der Membran soweit verschieben bzw. unterdrücken, dass sie gar nicht ins Gewicht fallen. Über lange Strahlwege lassen sich schließlich (wie mit einem langen Hebel) auch EXTREM kleine Winkeländerungen noch detektieren, so dass die Membran u.U. deutlich steifer sein darf als bei einer sonst übliche Kondensatorkapsel.
Wer schonmal versucht hat, Licht in eine Glasfaser einzukoppeln, der weiß, wie extrem empfindlich die transmittierte Intensität von kleinsten Änderungen der Winkel und Abstände abhängt. All das, was sonst stört, kann man hier ausnutzen.
Eine etwas vereinfachte und mechanisch wahrscheinlich robustere Ausführung eines optischen Mikrofons ist z.B. hier dargestellt: http://www.img.ufl.edu/php/project.php?id=13
Jens
TU Braunschweig - optisches Mikrofon
"Wenn man das mal näher betrachtet, setzt dies stillschweigend voraus, daß die Membrane exakt tellerförmig schwingt oder gar Kolbenförmig. "
Nein. Das setzt zunächst mal nur voraus, dass man die Art der Membranbewegung genau kennt und sich dann ggf. einen Punkt aussucht, der die "gewünschte" (also dem Schallfeld am ehesten proportionale) Bewegung ausführt. Man muss schließlich nicht die gesamte Membran als Spiegel benutzen, sondern es reicht ein sehr kleiner Punkt, der durchaus auch am Rand liegen kann (was sogar von Vorteil ist, denn dort ist die WINKELänderung der Membran während der Schwingung am größten.
Im Link unten ist übrigens genau dieses Prinzip von den ursprünglichen Entwicklern der TU Braunschweig näher erläutert, da wird es im Grunde genauso wie von mir beschrieben gemacht.
"Tatsache ist aber - das sagte mir Jörg Wuttke mal - daß die Membran nicht tellerförmig (natürlich erst recht nicht kolbenförmig) schwingt, sondern in Moden. Es sind also Knoten und Bäuche vorhanden ähnlich wie bei den Cladny'schen Klangfiguren."
Das ist mir durchaus bewußt, aber die kann man in gewissen Grenzen auch unterdrücken bzw. kontrollieren (z.B. durch leichte Änderung der Symmetrieeigenschaften).
"Was passiert also wenn bei bestimmten Frequenzen gerade da wo der Strahl die Membrane trifft ein Schwingungsknoten liegt? "
Wie gesagt, das ließe sich a) vermeiden, b) wäre das u.U. gar nicht schlimm oder sogar wünschenswert, weil genau da die Membran sich zwar nicht vor- und zurückbewegt, dafür aber ihren Winkel ständig ändert.
Man kann auch (jetzt spekuliere ich allerdings) vielleicht die höheren Moden durch entsprechende Geometrie und/oder Steifheit der Membran soweit verschieben bzw. unterdrücken, dass sie gar nicht ins Gewicht fallen. Über lange Strahlwege lassen sich schließlich (wie mit einem langen Hebel) auch EXTREM kleine Winkeländerungen noch detektieren, so dass die Membran u.U. deutlich steifer sein darf als bei einer sonst übliche Kondensatorkapsel.
Wer schonmal versucht hat, Licht in eine Glasfaser einzukoppeln, der weiß, wie extrem empfindlich die transmittierte Intensität von kleinsten Änderungen der Winkel und Abstände abhängt. All das, was sonst stört, kann man hier ausnutzen.
Eine etwas vereinfachte und mechanisch wahrscheinlich robustere Ausführung eines optischen Mikrofons ist z.B. hier dargestellt: http://www.img.ufl.edu/php/project.php?id=13
Jens
TU Braunschweig - optisches Mikrofon