参数控制 / Config
单色光波长 λ550 nm
单缝宽度 a40.0 μm
缝到屏距离 L1.50 m
图样显示放大1.3x
动画速度1.0x
操作提示：减小单缝宽度 a，或增大波长 λ，第一暗纹离中心更远，中央明纹变宽，衍射现象更明显。
显示元素 / Layers
典型场景 / Preset
当前：远场单缝衍射
实时物理量 / HUD
波长 λ
550 nm
可见光单色近似
缝宽 a
40.0 μm
a/λ = 72.7
一级暗纹位置 x₁
20.63 mm
小角度：x₁≈λL/a
中央明纹宽度
41.25 mm
两侧一级暗纹间距
衍射半角 θ₁
0.788°
sinθ₁ = λ/a
可见暗纹级数
±4 级
按当前屏幕范围估计
光强曲线 / Intensity
公式与适用条件
夫琅禾费单缝衍射
\[
\beta = \frac{\pi a \sin\theta}{\lambda},\qquad
I(\theta)=I_0\left(\frac{\sin\beta}{\beta}\right)^2
\]
\[
a\sin\theta_m=m\lambda\quad(m=1,2,3,\cdots)
\]
\[
x_m\approx \frac{m\lambda L}{a},\qquad
\Delta x_{\text{中央}}\approx \frac{2\lambda L}{a}
\]
说明：上式中的 \(x_m\) 是小角度近似；本演示的光强计算使用 \(\theta=\arctan(x/L)\) 后再代入单缝光强函数。
- 核心判断：缝宽 a 越小，\(\lambda/a\) 越大，衍射越明显。
- 中央明纹：宽度由两侧一级暗纹决定，近似为 \(2\lambda L/a\)。
- 严谨提醒：单缝的暗纹位置有简单公式；旁侧明纹位置应由光强函数极值判断，不能直接套用 \((m+\tfrac12)\lambda\) 当作明纹条件。