光学
光の干渉 — ヤングの実験
ヤングの二重スリット実験で、波長・スリット間隔・スクリーン距離を変えながら縞間隔を測り、シミュレーションの読み出しで を確かめます。
器具
- 二つのスリットを通るコヒーレント光源——「波長 λ」スライダー（400–700 nm）
- 「スリット間隔 a」「スクリーン距離 D」スライダー
- 縞パターンのスクリーン、強度グラフ、縞間隔の読み出し
- 「パラメータをリセット」ボタン
手順
a と D を固定して波長を変える
「スリット間隔 a」「スクリーン距離 D」を固定し、「波長 λ」を 400 から 700 nm へ動かして縞が広がるのを見ます。二つの波長で読み出し i（mm）を記録し、 から i₂/i₁ ≈ λ₂/λ₁ を確かめます。
a と D を変えて対照表を作る
a を減らし D を増やしながら、毎回 i を読み と表で比較します。i が a に反比例し D に比例することを確認します。測定間で「パラメータをリセット」で標準構成に戻します。
色ごとの縞の広がりを予想する
λ をスペクトルの両端に設定し、どちらの縞が広いか見る前に予想します。ヤングが顕微鏡なしに、縞間隔を測る定規だけで可視光の波長を測れた理由を説明します。
シミュレーション
実験の歴史
1801年、トーマス・ヤングは王立協会で、二つの細いスリットで光束を分ける実験を発表し、明暗の縞を得ました。ニュートンに結び付けられた粒子モデルに対抗する、光の波動性の最初の実験的証拠です。縞間隔から彼は可視光の波長がマイクロメートル未満と推定し、当時としては驚くべき値でした。
オーギュスタン・フレネルは波動理論を定式化し、1816年には複プリズムでスリットなしに二つのコヒーレント光源を作りました。光速測定（フィゾー・フーコー、1850）で波動説が確立した後、二重スリット実験は標準実験となり、量子力学では波粒二重性の代表例であり続けています。