単一スリット回折：異なるパターン

1 · 予測

狭い単一スリットを通る光も、中央明帯と暗い側縞を持つ回折パターンに広がります。スリットを広くすると、狭いスリットより回折パターンは広がるか狭まるでしょうか？

• 狭まります。広いスリットはより狭く閉じた回折パターンを作ります。
• 広いスリットはパターンをより広げます。
• スリット幅は回折の広がりに影響しません。

2 · 準備

1. single-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100 cmです。
2. 第1最小位置読み出しを有効にします。
3. 各試行でスリット幅を設定し、最初の暗縞（最小）の位置を記録します。

3 · データ収集

3回の試行について第1最小位置 y（縦軸）を1/a（横軸）に対してプロットします。

4 · 分析

1. λ = 550 nm、L = 100 cm で y = λL/a を計算し（m = 1の第1暗縞）、mmに変換して表と比較します。
2. 二重スリット式と形を比較し、スリット間隔でなく単一スリット幅 a を使うことに注目します。狭い単一スリットほど中央回折が広がる理由を同じ1/幅則で説明します。

5 · 発展

1. 狭い開口ほど回折するため、レンズや望遠鏡の分解能には回折限界があります。大きい望遠鏡開口がぼやけず鋭い分解能を与える理由を説明します。
2. 単一スリットは中央明帯と暗くなる側帯、二重スリットは広い単一スリット包絡内に多数の明縞を示します。幅のある実際の二重スリットが両効果を同時に示す理由を説明します。

この実験の物理

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