ForHosting KIT · 開発者向けツール

二重スリットの干渉縞から波長を計算

この計算ツールは、観測した二重スリット干渉パターンから光の波長を推定します。隣接する明るい縞の間隔、2本のスリットの中心間隔、スリット面からスクリーンまでの垂直距離を、すべてメートル単位で入力してください。標準的な小角近似を適用し、結果をメートル、ナノメートル、マイクロメートルで表示します。実験室での確認、授業の実験、明瞭で等間隔な干渉縞の迅速な解析にご利用いただけます。

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3つの距離を同じ基準で測定してください

計算には、縞間隔、スリット間隔、スクリーン距離という3つの正の長さが必要です。縞間隔とは、隣接する2本の明るい帯の中心間距離であり、任意のしきい値で決めた1本の明るい部分の幅ではありません。信頼性を高めるには、複数の縞間隔にわたる距離を測り、間隔の個数で割ってください。スリット間隔は2つの開口部の中心間距離を指し、スクリーン距離はスリット面に対して垂直に測ります。すべてメートルで入力してください。たとえば、0.25ミリメートルは入力前に0.00025メートルへ換算します。単位を統一すると、千倍以上の尺度誤差を防げます。パターンには、ほぼ単色でコヒーレントな光が必要です。また、中央付近の隣接縞がほぼ等間隔になるよう、スリットとスクリーンを十分に整列させてください。測定範囲で間隔が大きく変化する場合は、中央の間隔を使うか、非近軸モデルをご検討ください。

式と近似の意味をご確認ください

二重スリットでは、光路差が波長の整数倍になる位置に明るい縞が現れます。遠方スクリーンの中央付近では、小角近似により、隣接する明るい縞の間隔は波長とスクリーン距離の積をスリット間隔で割った値になります。したがって、波長 = 縞間隔 × スリット間隔 ÷ スクリーン距離です。このツールは同じ式を決定論的に評価し、メートル、ナノメートル、マイクロメートルで返します。この関係は、スクリーン距離がスリット間隔および中心軸からの変位より十分大きく、正弦、正接、ラジアン角がほぼ等しいことを前提にしています。また、隣接する縞同士を比較する必要があります。中央極大から数次先の縞まで測る場合は、全変位を縞間隔の個数で割ってから入力してください。結果は実験上の推定値であり、定規の読み取り、スリット仕様、整列誤差、縞中心の判断に伴う不確かさを含みます。

波長の結果を解釈して検証してください

可視光との簡単な比較にはナノメートル表示を使い、追加の式や不確かさ計算にはメートル表示を保存してください。もっともらしい値だけでは、測定が正しいとは証明できません。中央付近の複数箇所で縞間隔を測り直して平均し、スクリーン距離を増やすと縞が比例して広がることをご確認ください。同様に、波長と距離が一定なら、スリット間隔を広げると縞は狭くなるはずです。こうした比例関係の確認は、単位換算の誤りや、スリット間隔とスリット幅の取り違えを発見するのに有効です。計算値が光源仕様と異なる場合は、整列、周囲光、縞中心の鮮明さ、スクリーンが光軸に垂直かをご確認ください。本ツールは画像のフィッティング、色の判定、不確かさの自動伝播は行いません。入力された3距離に対する理想的な近軸推定値を示します。ブラウザー計算は無料で、自動APIリクエストの基本料金は $0.002 です。

活用例

光学の学生実験を解析する

ヤングの二重スリット装置で定規を使って得た測定値を波長に変換し、レーザーの公称値と比較できます。

未知の単色光源を確認する

装置の幾何条件が既知なら、安定した干渉パターンからコヒーレント光源の波長を推定できます。

実験室の測定値を検証する

記録した各試行をメートル単位で一貫して再計算し、他と大きく異なる波長の試行を特定できます。

よくある質問

どの単位で入力すればよいですか？

縞間隔、スリット間隔、スクリーン距離をメートルで入力してください。結果はメートル、ナノメートル、マイクロメートルで表示されます。

明るい縞と暗い縞のどちらを測りますか？

隣接する明縞同士でも暗縞同士でも、理想的な間隔は同じです。同種の縞の中心間を測ってください。

複数の縞にまたがって測定できますか？

はい。十分に離れた同種の縞の間を測り、間隔の個数を数え、距離をその個数で割ってください。

小角近似の式はいつ正確ですか？

中心軸付近で、スクリーン距離がスリット間隔と縞の変位より十分大きい場合に最も正確です。

API の計算料金はいくらですか？

API の基本料金は1計算あたり $0.002 です。このページのブラウザー計算は無料でご利用いただけます。

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

POSThttps://api.kit.forhosting.com/optics/wavelength-from-double-slit

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/wavelength-from-double-slit \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"fringe_spacing":0.0042,"slit_separation":0.00025,"screen_distance":1.5}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/wavelength-from-double-slit", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "fringe_spacing": 0.0042,
    "slit_separation": 0.00025,
    "screen_distance": 1.5
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/optics/wavelength-from-double-slit",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "fringe_spacing": 0.0042,
    "slit_separation": 0.00025,
    "screen_distance": 1.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/wavelength-from-double-slit", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"fringe_spacing":0.0042,"slit_separation":0.00025,"screen_distance":1.5}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"fringe_spacing":0.0042,"slit_separation":0.00025,"screen_distance":1.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/wavelength-from-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

{
  "fringe_spacing": 0.0042,
  "slit_separation": 0.00025,
  "screen_distance": 1.5
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "optics.wavelength_from_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

1リクエストあたり$0.002

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。

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。

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