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ヤングの干渉の式とは?

やんぐのかんしょうのしき

ヤングの干渉の式とは、二重スリット実験において明線・暗線の位置を求めるための式で、光の波動性を定量的に表します。

ヤングの干渉の式とは、トーマス・ヤングが1801年に行った二重スリット実験(ヤングの実験)において、スクリーン上に現れる干渉縞(明線・暗線)の位置を計算するための式です。光が波としての性質を持つことを定量的に示す重要な式です。

実験の設定では、光源からの単色光が間隔 d の二つのスリットを通り、スリットから距離 L 離れたスクリーンに干渉縞を作ります。スクリーンの中心からの変位を x、光の波長λ とすると、明線(強め合い)の条件は次のとおりです。

x = mλL / d (m = 0, ±1, ±2, …)

また、隣接する明線間の間隔(縞間隔)は Δx = λL / d で表されます。この式から、以下のことが読み取れます。

  • 波長 λ が長いほど縞間隔は広くなる
  • スリット間隔 d が広いほど縞間隔は狭くなる
  • スクリーンまでの距離 L が大きいほど縞間隔は広くなる

ヤングの実験は光の波動説を確立した歴史的に重要な実験であり、この式は現代でも光の波長測定・回折格子・干渉計の原理理解に活用されています。また電子などの物質波の干渉実験にも同様の原理が適用されます。

使い方・例文

二重スリット実験で縞間隔を測定し、スリット間隔と距離がわかれば、ヤングの干渉の式から光の波長を逆算することができます。

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