二重スリット計算機
ヤングの実験で明るい縞どうしの間隔が分かります。スリット間隔0.5 mm、波長600 nmの光、2 m先のスクリーンなら、縞の間隔は2.4 mmです。3つの長さは同じ単位で入力してください。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- スリット間隔d
- 0.00025
- 波長
- 0.0000005
- スクリーン距離
- 1
- 縞間隔
- 0.002
- 精度
- 10
この二重スリット計算機は、スリット間隔、単色光の波長、スクリーンまでの距離から、通常の小角近似のもとでのヤングの二重スリット干渉パターンの縞間隔を求めます。関係式は完全に決定的です:縞間隔Δyは波長×スクリーン距離÷スリット間隔で、Δy = λL/dと書けます。エンジンは有限の算術のみを用い、通信もサンプリングも日付依存の近道もありません。宿題や実験の準備、コンテストのドリルにはブラウザで無料でお使いいただけます。
ヤングの縞間隔と結果の読み方
ヤングの二重スリット実験では、間隔dの2つの狭いスリットからのコヒーレントな光が、距離L離れたスクリーン上で干渉し、明暗が交互に現れる縞を作ります。初等の波動光学で使われる小角近似のもとでは、2つのスリット間の光路差は角度に対して線形に増加するため、隣接する明るい縞同士の間隔は隣接する暗い縞同士の間隔と等しく、閉形式Δy = λL/dで与えられます。
この単一の数値が、d、λ、Lで使用したのと同じ長さの単位で測ったスクリーン上での干渉パターンの垂直(または水平)周期です。d、λ、Lの欠落、有限でない値、規定上限を超える大きさ、そして0または数値的に0のスリット間隔はすべて拒否されます。dによる除算が未定義であり、単一のスリットは二重スリットの幾何ではないためです。
単一スリットの回折包絡線、複数スリットの回折格子の式、あるいはθに対する完全な強度I曲線が必要な場合は専用のツールをお使いください。
二重スリットの縞間隔確認が学習・実験・ソフトウェアで果たす役割
学生は、実験がレーザーと1対のスリットで縞間隔を測定するとき、宿題がd、λ、LからのΔyを求めるとき、あるいはコンテストの問題が光学ベンチを組み立てずに測定した縞周期から波長を求めさせるときにヤングの式に出会います。
教師は、単位を黙って変換したりナノメートルの10のべきを落としたりする不透明な電卓アプリを信用せずに、控えめなSI長さの解答例を事前に生成できます。コンテストの練習では、時間に追われる中でグラフ電卓なしで解答を確認できるよう、Δyの高速でオフラインなソースがよく必要とされます。
プロダクトや教育向けツールは、学習者がスリット間隔・波長・スクリーン距離を入力するとUIがスクリーン上の干渉周期を表示する場面でこの計算を使います。
活用例
宿題と実験の確認
教科書のd、λ、Lから縞間隔Δyを計算し、明暗の縞をスケッチする前にミリメートルスケールのパターンを検証します。
よくある質問
縞間隔はどう定義されますか?
小角近似のヤングの式のもとで、縞間隔はΔy = λL/dで、スクリーン上の隣接する明るい(あるいは暗い)縞同士の距離です。
ナノメートルは自分で変換する必要がありますか?
はい。 波長はスリット間隔とスクリーン距離と同じ長さ単位で入力してください。エンジンは単位を変換しません。
結果はなぜ精度で丸められるのですか?
既定の精度は小数点以下10桁で、0から15の範囲で設定できます。
スリット間隔0.00025 m、波長500 nm、スクリーン1 mでは縞間隔はいくつですか?
明線の間隔は0.002 m、つまり2 mmです。波長もメートルで入力すれば、3つの長さが同じ単位になり、間隔もメートルで表示されます。
スリット間隔を0にできますか?
できません。縞間隔はスリット間隔で割って求めるため、0では答えが出ません。また開口がひとつでは二重スリットになりません。ほかの長さと同じ単位で正の値を入力してください。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/double-slit \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"slit_separation":0.00025,"wavelength":5e-7,"screen_distance":1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/double-slit", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"slit_separation": 0.00025,
"wavelength": 5e-7,
"screen_distance": 1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/optics/double-slit",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"slit_separation": 0.00025,
"wavelength": 5e-7,
"screen_distance": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/double-slit", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"slit_separation":0.00025,"wavelength":5e-7,"screen_distance":1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"slit_separation":0.00025,"wavelength":5e-7,"screen_distance":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/double-slit", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"slit_separation": 0.00025,
"wavelength": 5e-7,
"screen_distance": 1
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "optics.double_slit",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
制限
max_abs_length | 1000000000000000 |
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
d = 2.5×10^-4メートル、λ = 500ナノメートル、L = 1メートルというよくある例では2ミリメートルの縞間隔になり、d = 0.5ミリメートル、λ = 600ナノメートル、L = 2メートルというより広い幾何では2.4ミリメートルになります。CIやチュータリングソフト、教育デモで再現性のある二重スリットのフィクスチャが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002のAPIをご利用ください。
ヤングの縞間隔とは何か、レスポンスに含まれる内容
この計算機は、指定した正規化済みのslit_separation、wavelength、screen_distance、要求した精度に丸めた計算後のfringe_spacing、使用したprecision、短いformula文字列、methodタグdouble_slitを返します。近似的な光線追跡やランダムな強度のサンプリングはありません:エンジンはサポートされる長さの範囲内で正確な浮動小数点のΔyを組み立てるか、それ以外はinvalid_inputで入力を拒否します。このページが答えるのは2スリットの縞間隔のみで、波面を勝手に作ってはならないワークシート、単体テスト、API利用者に適した安定した数値出力です。
d・λ・Lの読み取り方とΔyの再現性の保ち方
長さの文字列の先頭のプラス記号や指数表記は、有限の10進数として解釈できる限り許可されますが、埋め込まれた空白、16進数のプレフィックス、数値でないトークンは明確なメッセージとともに拒否され、不正なセルが誤った縞周期にすり替わることを防ぎます。波長とスクリーン距離は純粋な算術のもとでは正でも負でもかまいませんが、教科書のSI表記では3つすべてを正でメートルまたはミリメートルで一貫させます。エンジンはナノメートルを勝手に変換しないため、λはdとLと同じ単位で入力してください。優先されるフィールドはdを表すslit_separation、λを表すwavelength、Lを表すscreen_distanceですが、スリット間隔のエイリアスd、separation、slitSeparation、波長のエイリアスlambda(ギリシャ文字λ)、wl、スクリーン範囲のエイリアスL、D、distance、screenDistanceも受け付けるため、スプレッドシートやクエリ文字列、型付きフォームでも同じ契約を再利用できます。スリット間隔の0は決して有効ではありません:絶対値のdが微小なイプシロン以下の場合、2つの開口が一致するとき縞間隔が未定義であるためinvalid_inputでリクエストは失敗します。任意のprecisionフィールド(エイリアスdecimals、dp)は数値フィールドで公開する小数桁数を選び、既定は10、上限は15でJSONのgoldensを安定させます。自動パイプラインの中で同一の数学的結果が必要な場合は、このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせ、二重スリットの公式を自前で再実装せずに済ませてください。
二重スリットの縞間隔確認が学習・実験・ソフトウェアで果たす役割
このページでは処理はすべてブラウザ内で完結し、API経由では成功した照会1件ごとに$0.002かかり、検証に失敗した場合は課金されず、レスポンスを返した後は何も保存されません。無料のインタラクティブな検証と、同一の結果を返す有料APIというこの分離はKITのtier Aカタログ全体の方針と一致しており、教室でのデモから自動パイプラインへ、数学的な結果を変えることなく移行できます。無料で決定的な幾何・代数・初等物理のヘルパーの小さなラボを構築する際は他の数学・科学エンドポイントとも組み合わせてください。
連携の活用例
決定的なテストフィクスチャ
波動光学コードの単体テストやプロパティチェック、CIアサーション向けに再現性のあるfringe_spacing値を生成します。
チュータリングと光学ウィジェット
インタラクティブなヤングの実験デモ向けに、ユーザー入力のスリット間隔・波長・スクリーン距離を正規化します。
技術的な質問
二重スリット計算機の料金は?
このページのブラウザ上では無料です。API経由では成功したリクエストごとに$0.002かかり、無効な入力には課金されません。
スリット間隔が0の場合はどうなりますか?
入力はinvalid_inputとして拒否されます。d = 0はΔy = λL/dを未定義(0による除算)にします。