光学
ヤング二重スリット
2つのコヒーレント開口からの干渉により、均等間隔の明るい縞が生じる — Δy = λL/d。dを広げると縞は密集する。
ヤング二重スリット — インタラクティブな光学シミュレーション。2つのコヒーレント開口からの干渉により、均等間隔の明るい縞が生じる — Δy = λL/d。dを広げると縞は密集する。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
ヤングの二重スリット
2つのコヒーレントなスリットが等間隔の明るい縞を生みます — Δy = λL/d。d を広げると縞は密になります。
2つのスリットからのコヒーレントな光源は経路長に依存した位相を生みます。Δy = λL/d での建設的干渉は等間隔の明るい縞を生みます。スリット間隔dが狭いほど縞は密集し、波長が長いほど広がります — ヤングによる光の波動性の古典的な実証です。
- Δy = λL/d
- 建設的な縞
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
近接した2本のスリットを通る光はスクリーンに明暗縞を作ります。スリット間隔を狭くすると縞は密になるか広がるでしょうか？
検討する予測
- スリットが近いほど縞間隔は狭くなります。
- 縞間隔はスリット間隔に依存しません。
- 広がります。小さい間隔ほど縞模様が広がります。
可変的な役割
設定するもの：
- スリット間隔 d (µm)
測定するもの：
- 縞間隔 y (mm)
実験の進め方
- young-double-slit プリセットを開いて Reset を押します。波長は550 nm、スクリーンはスリットから100 cmです。
- 縞間隔読み出しを有効にします。
- 各試行でスリット間隔を設定し、スクリーンの縞間隔を記録します。
支配方程式
二重スリットの縞間隔 — Δy = λL/d
距離 d で離れたコヒーレントな2スリットは距離 L のスクリーンに y = λL/d の縞を作ります。間隔が小さいほど、波長が長いほど縞は広がります。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- λ = 550 nm、L = 100 cm を用い y = λL/d を計算し、単位を変換して mmで表します。表と比較します。
- y = λL/d から、スリット間隔 d が小さいほど縞が広くなる（一見逆の直感）理由を説明します。
実験以外での活用
- 縞間隔・スリット間隔・スクリーン距離を測って λ を逆算できます。可視光の波長を精密測定した方法です。小さい d が測れる広い縞を作るため必要な理由を説明します。
- ヤングの実験では安定した干渉のため両スリットの光がコヒーレントである必要があり、1つの小光源で両方を照らしました。独立で無相関の光源が安定縞を作れない理由を説明します。
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.3 Wave phenomena
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ヤングの二重スリットへようこそ
- 二重スリットを選択
- 再生
- 明るい縞と暗い縞
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。