光のスリット実験シミュレータ

光強度を計算する式

I(θ)/I(0) = (sin β / β)² × [sin(Nα) / (N sin α)]²

β = πa sin θ / λ、α = πd sin θ / λ、θ = arctan(y/L)

I(θ)/I(0) は、スクリーン中央の光強度を 1 とした相対的な明るさです。

計算の適用範囲

F = D²/(λL)、D = (N−1)d + a。F は遠方場近似を使いやすいか判断するための目安で、誤差の割合ではありません。注意が出ても遠方場の式で計算を続けます。

表示と計算の注意点

• 計算条件：すべてのスリットは同じ幅・等間隔で、同じタイミング・強さの光が入ると仮定しています。
• 干渉縞とグラフ：物理公式から求めた、時間平均の光強度です。スクリーンが十分遠い場合に適した近似を用いています。
• 実験イメージ：左側の平行線は入射光、右側の円弧はスリット通過後の広がりを示す模式図です。実際の寸法・波長・光速や厳密な位相分布は再現していません。
• スリット数による違い：1スリットでは回折、2・3スリットでは回折とスリット間の干渉が現れます。3スリットには小さな副極大も生じます。
• 主極大の目印：スリット間で波がそろう理論上の方向を示します。回折の影響で、グラフの山とずれたり、明るい山が消えたりする場合があります。