# 双缝干涉计算器

杨氏双缝干涉：程差为整数波长处出现亮纹，屏上条纹间距 Δy = λL/d。工具输出 Δy（mm）、各级亮纹角位置与中缝两侧前 4 条亮纹位置。经典学生实验台（550 nm、0.2 mm、2 m）恰得 5.5 mm 条纹——大到可用直尺测量，波长最初就是这样以纳米计数的。

> 标准页面: https://elysiatools.com/zh/tools/double-slit-interference

- **分类:** Science & Education

- **关键词:** 双缝干涉, 杨氏实验, 干涉条纹, 条纹间距, 程差, 光学

## 概述

双缝干涉计算器可根据入射光波长、双缝间距与屏距，快速计算杨氏双缝干涉实验中的干涉条纹间距（Δy）、一级亮纹衍射角以及中缝两侧前 4 级亮纹的具体空间位置。

## 输入项

- **波长 λ（nm）** (number): e.g. 550
- **缝间距 d（µm）** (number): e.g. 200
- **屏距 L（m）** (number): e.g. 2

## 适用场景

- 在大学或高中物理光学实验课前预估屏上干涉条纹的间距与分布范围。
- 已知双缝间距与屏距时，通过测量条纹间距反向验证或标定光源波长。
- 设计光学教学演示或光学实验光路时，快速选定合适的缝宽间距与观察屏距离。

## 工作原理

- 输入入射光波长 λ（单位 nm）、双缝中心间距 d（单位 µm）以及双缝到观察屏的垂直距离 L（单位 m）。
- 基于波动光学干涉公式 Δy = λL/d 计算相邻亮纹（或暗纹）之间的线间距（mm）。
- 利用波动方程 θ₁ = arcsin(λ/d) 计算一级极大角位置，并列出中央明纹两侧 m = 1 至 4 级亮纹的精确偏移距离（±m·Δy）。

## 使用案例

- 物理实验教学：验证绿光或氦氖激光通过双缝时的条纹间距与理论值是否相符。
- 实验室标定：使用已知参数的双缝片与钠光灯光源，测量并验证单色光波长。
- 光路布局规划：评估不同焦距与探测器尺寸下干涉条纹能否被肉眼或传感器清晰分辨。

## 常见问题

### 条纹间距 Δy 的计算公式是什么？

条纹间距采用标准近轴近似公式 Δy = λL/d 计算，其中 λ 为波长，L 为屏距，d 为双缝间距。

### 输入参数支持哪些单位？

波长输入单位为纳米（nm），双缝间距输入单位为微米（µm），屏到缝的距离输入单位为米（m）。

### 为什么计算给出的条纹间距是等间距的？

在屏距 L 远大于双缝间距 d 的小角度近似条件下（sin θ ≈ tan θ），各级亮纹间距近似为严格相等的 Δy。

### 一级亮纹角度 θ₁ 是如何计算的？

通过光程差公式 d·sin(θ) = λ 计算，得到一级亮纹的精确角位置 θ₁ = arcsin(λ/d)。

### 如果增加双缝间距 d，干涉条纹会发生什么变化？

根据公式，双缝间距 d 越大，条纹间距 Δy 越小，屏上的干涉条纹会变得更加密集。

## 相关工具

- [玻尔模型计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/bohr-model-calculator): 氢原子玻尔模型：r_n = n²a₀（玻尔半径 a₀ = 0.052918 nm）、E_n = −13.605693/n² eV、v_n = αc/n、轨道周期 T = 2πr/v。可选指定跃迁目标能级 m，输出跃迁能量与发射/吸收光子波长，并标注所属线系（Lyman/Balmer/Paschen/Brackett/Pfund/Humphreys），如 3→2 即著名的 Hα 656.1 nm 红线。
- [德布罗意物质波波长计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/de-broglie-wavelength): 计算物质波波长 λ = h/p：支持「粒子与速度」（电子/质子/中子/α 粒子或自定义质量，可选相对论修正 p = γmv）、「直接输入动量」以及「电子加速电压」（默认相对论公式，同时给出 h/√(2mE) 经典近似与偏差百分比）。输出以米和适配单位（nm/pm/fm/Å）表示，并标注波长所处尺度（X 射线、原子间距等）。
- [氢原子光谱线系计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/hydrogen-spectrum-series): 按里德伯公式 1/λ = R∞(1/m² − 1/n²) 列出氢原子光谱线系：Lyman（n→1，紫外）、Balmer（n→2，可见光为主）、Paschen/Brackett/Pfund（n→3/4/5，红外）。给出每条线的真空波长与光子能量，命名前若干条线（Balmer 为 Hα、Hβ…，其他线系为 α、β…）并标注 Balmer 四条可见线的颜色，附线系极限 n → ∞。
- [LC 振荡频率计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/lc-oscillation-frequency): LC 谐振回路频率 f = 1/(2π√(LC))：电感电容单位可选，附角频率 ω、周期 T 与射频设计常用的特性阻抗 √(L/C)。定义组合 1 H 配 1 F 以 0.159155 Hz 摆动；经典收音机组合 100 µH 配 100 pF 落在 1.59155 MHz——短波调谐频段，Z₀ = 1 kΩ。
- [数值孔径计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/numerical-aperture-calculator): 数值孔径 NA = n·sinα：α 是物镜能接收的最大光锥半角，n 为介质折射率。NA 同时决定聚光能力与分辨率；给定波长时工具还给出阿贝极限 d = λ/(2·NA)。示例是显微镜的两个能区：干物镜（NA = 0.5，d = 550 nm）与油浸（n = 1.515、α = 60° → NA = 1.312028，d = 209.599 nm）。
- [光电效应计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/photoelectric-effect-calculator): 计算光电效应 E_k(max) = hν − φ：光子可按波长或频率给出，阴极可选铯/钠/钾/钙/锌/铜/铂等常见金属逸出功或自定义 φ（eV）。输出光子能量、截止频率 ν₀ = φ/h、截止波长 λ₀ = hc/φ、最大动能与能否发射的判定、遏止电压 V_s = E_k/e 以及光电子最大速度，并结合「红限」解释为何增强光强无法弥补频率不足。
- [单缝衍射计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/single-slit-diffraction): 单缝衍射极小位置 a·sinθ = mλ（m = 1, 2, 3…）：中央亮纹宽度 ±θ₁，恰是其余条纹的两倍。工具输出前四级极小角位置，给定屏距时一并给出线位置——与双缝干涉极大图像互为姊妹篇。
- [康普顿散射计算器](https://elysiatools.com/zh/tools/compton-scattering-calculator): 计算康普顿散射波长偏移 Δλ = (h/m_e·c)(1 − cos θ)：给出入射 X 射线波长（pm/Å/nm）与散射角 θ（0–180°），输出电子康普顿波长 λ_C、偏移量、散射光子波长与能量、传递给反冲电子的能量，以及电子反冲角 cot φ = (1 + E/m_e·c²)·tan(θ/2)。θ = 0°（透射无偏移）与 θ = 180°（背散射最大偏移 2λ_C、电子前冲）单独说明。

## 示例

- [无版权MP3音频样本](https://elysiatools.com/zh/samples/mp3-samples): 免费使用和测试的无版权音频样本集合，包括自然声音、冥想音乐和环境音频，适用于测试和开发目的
- [无版权WAV音频样本](https://elysiatools.com/zh/samples/wav-samples): 用于测试与开发的未压缩 WAV 音频样本集合，包含自然声音与冥想音乐
- [无版权原始 PCM 音频样本](https://elysiatools.com/zh/samples/pcm-samples): 适合查看波形、播放和音频格式转换使用的原始 PCM s16le 音频样本，包含自然环境音与放松音乐
- [语音学习与安全音频样例](https://elysiatools.com/zh/samples/audio-learning-safety-samples): 用于发音对比、听写预检、警报降质和隐私变声工具的确定性合成 WAV 输入。