ヤングの実験

複スリットから広がる光波が重なり合い、空間に明暗の干渉模様を作る様子を観察しましょう。

500 nm
紫 (400) 赤 (700)
150 μm
狭い 広い
1.0 m
近い 遠い
1.00 (真空・空気)
真空 (1.00) ガラス (1.60)
0.00 T
0 T
(1周期)
上から見た様子
実線:山 / 点線:谷 腹線 (強め合い) 節線 (弱め合い) ※スクリーンはドラッグで動かせます
正面から見た様子
光波の強度分布 $I(x) \propto \cos^2(\pi d x / \lambda L)$
干渉縞の間隔

媒質中(屈折率 $n$)での明線と明線の間隔 $\Delta x$ は以下のように表されます:

$$\Delta x = \frac{L\lambda}{nd}$$

・波長 $\lambda$ を長くすると、縞幅は広くなる。
・スリット間隔 $d$ を広くすると、縞幅は狭くなる。
・距離 $L$ を遠くすると、縞幅は広くなる。
・屈折率 $n$ を大きくすると、縞幅は狭くなる。

波の「干渉」のしくみ

2つのスリットからの経路差が波長の整数倍(0,λ,2λ,…)になる場所では、「山と山」または「谷と谷」が重なり、激しく振動し()、強め合います(明線)。 一方で、経路差が半波長(λ/2,3λ/2,...)ずれる場所では、「山と谷」が重なり合って常に変位は0となり全く振動しないため()、弱め合います(暗線)。