楊氏雙縫：測量光的波長
1·預測
光穿過兩條間距很近的狹縫後，會在螢幕上產生明暗相間的條紋圖樣。把狹縫靠得更近，條紋間距會變得更密集還是更寬？
- 間距較窄，縫隙較近。
- 條紋間距不取決於狹縫間距。
- 更寬 - 更小的狹縫間隔使條紋圖案更加分散。
2·設定
- 開啟 young-double-slit 預設並按下 Reset。光波長為550nm；螢幕距離狹縫 100 公分。
- 啟用條紋間距讀數。
- 設定每次試驗的狹縫間距，並在螢幕上記錄所得的條紋間距。
3·收集數據
| 狹縫間距d (µm) | 條紋間距y (mm) |
|---|---|
| 50.00 | |
| 100.00 | |
| 150.00 |
針對三次試驗，繪製條紋間距y（Y軸）相對1/d（x軸）的關係圖。直線是否通過原點？
4·分析
- 對於一項試驗，使用 λ = 550 nm、L = 100 cm 計算 y = λL/d（仔細轉換單位以獲得以毫米為單位的 y）。與表比較。
- 使用 y = λL/d 解釋為什麼較小的狹縫間隔 d 會產生更寬的條紋 - 與您最初猜測的相反。
5·擴展
- 本實驗也可以反過來進行：測量條紋間距、狹縫間距和螢幕距離，然後求解λ。物理學家最早正是用這種方法精確測得了可見光的波長。請解釋為什麼（相對於可見光波長而言）非常小的狹縫間距d，是產生足夠寬、可被看見並測量的條紋圖樣所必需的。
- 楊最初的實驗需要兩個狹縫的光相干（固定的相位關係）以產生穩定的干涉圖案——使用單個小光源照亮兩個狹縫，而不是兩個單獨的燈。為什麼兩個獨立、不相關的光源不能產生穩定、可見的條紋圖案？
這個實驗背後的物理原理
雙縫條紋間距
相隔距離 d 的兩個相干狹縫在螢幕上產生距離為 L 的干涉條紋，間隔 y = λL/d。狹縫越近（d 越小），圖案就越寬；較長的波長也會加寬間距。