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双缝干涉实验是物理学中的经典实验，由托马斯·杨在1801年首次进行。这个实验证明了光具有波动性，是波粒二象性的重要证据之一。在实验中，单色光首先通过一个单缝，然后经过两个平行的窄缝，最后在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。这种干涉现象只能用波动理论来解释，因为如果光是粒子，就不会出现这种干涉图样。
根据惠更斯原理，当光波通过双缝时，每个狭缝都会成为新的波源，向四周发出次波前。从两个狭缝发出的波在传播过程中会相互叠加，产生干涉现象。当两个波的波峰与波峰重合，或波谷与波谷重合时，振幅会增大，形成相长干涉，在屏幕上表现为亮条纹。当波峰与波谷重合时，振幅会减小甚至为零，形成相消干涉，在屏幕上表现为暗条纹。这种干涉条纹的形成，完全符合波动理论的预测。
双缝干涉的明暗条纹位置可以通过数学公式精确计算。关键是确定从两个狭缝到屏幕上某一点的光程差。如图所示，从狭缝S₁和S₂到屏幕上点P的光程差可以表示为Δr = d·sinθ，其中d是两个狭缝之间的距离，θ是光线与中心线的夹角。当光程差等于波长λ的整数倍时，即Δr = mλ，其中m是整数，两束光波相长干涉，形成亮条纹。当光程差等于波长的半整数倍时，即Δr = (m+1/2)λ，两束光波相消干涉，形成暗条纹。在屏幕上，第m级亮条纹的位置可以用公式y_m = mλL/d计算，其中L是从狭缝到屏幕的距离。
双缝干涉条纹的特性受多种因素影响。首先是光的波长λ，波长越长，条纹间距越大，例如红光产生的条纹比蓝光的更宽。其次是两个狭缝之间的距离d，狭缝间距越大，条纹间距越小，这是一种反比关系。第三是从狭缝到屏幕的距离L，这个距离越远，条纹越宽。最后，光源的单色性也很重要，单色性越好，干涉条纹越清晰。条纹间距可以用公式Δy = λL/d计算。通过调整这些参数，我们可以观察到干涉条纹的变化。
双缝干涉实验在科学史上具有重要意义。1801年，托马斯·杨首次进行了这一实验，有力地证明了光的波动性，支持了惠更斯的波动理论，挑战了当时占主导地位的牛顿粒子说。这一实验后来被扩展到电子、中子等微观粒子，证明了它们也具有波动性，为量子力学的发展奠定了基础。德布罗意在1924年提出物质波理论，戴维森和革末在1927年通过电子衍射实验证实了电子的波动性。到了20世纪末和21世纪初，科学家们甚至实现了单电子和大分子的双缝干涉。今天，双缝干涉原理在光谱分析、干涉仪、全息技术和量子计算等领域有广泛应用，展示了这一经典实验持久的科学价值。