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双缝干涉是物理学中的经典实验，用于展示光的波动性。当单色光通过两个平行狭缝时，会在后方屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。这个实验由托马斯·杨在1801年首次进行，有力地证明了光具有波动性。实验装置包括一个光源、一个带有两个平行狭缝的屏障，以及一个接收干涉图样的屏幕。
光的干涉现象是由于光的波动性造成的。当光通过两个狭缝时，会发生衍射，形成两列向四周传播的次波。这些次波在空间中相遇并发生干涉。干涉有两种主要类型：相长干涉和相消干涉。相长干涉发生在两列波的相位相同时，波峰与波峰相遇，振幅相加，形成亮条纹。相消干涉发生在两列波的相位相反时，波峰与波谷相遇，振幅相互抵消，形成暗条纹。
双缝干涉的数学描述可以通过路径差来理解。当光从两个狭缝S₁和S₂射出后，到达屏幕上的点P时，两束光线走过的路径长度不同。这个路径差可以表示为Δr = d·sinθ，其中d是两个狭缝之间的距离，θ是光线与中垂线的夹角。当路径差等于波长的整数倍时，即Δr = mλ，其中m是整数，两束光相长干涉，形成亮条纹。当路径差等于波长的半整数倍时，即Δr = (m+1/2)λ，两束光相消干涉，形成暗条纹。这就解释了为什么干涉条纹是等间距分布的。
双缝干涉实验具有广泛的应用和深远的影响。首先，它是证明光具有波动性的关键实验，推翻了牛顿的光粒子说。其次，通过测量干涉条纹的间距，可以精确计算光的波长。这一原理被应用于光谱分析和光栅技术，使科学家能够研究物质的光谱特性。更重要的是，双缝干涉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，成为量子力学的基础实验之一。这一实验直接展示了波粒二象性，即微观粒子既具有波动性又具有粒子性，这是量子力学的核心概念之一。
总结一下，双缝干涉是波动现象的典型表现，托马斯·杨的双缝干涉实验有力地证明了光的波动性。干涉条纹的形成源于两列波的相长和相消干涉，当波峰与波峰相遇时形成亮条纹，当波峰与波谷相遇时形成暗条纹。从数学上看，条纹的位置由路径差决定，可以用公式Δr = d·sinθ表示，其中d是两缝间距，θ是光线与中垂线的夹角。明条纹出现在路径差等于波长整数倍的位置，暗条纹出现在路径差等于波长半整数倍的位置。双缝干涉实验不仅是光学的重要实验，也是量子力学的基础，它展示了微观粒子的波粒二象性，对现代物理学的发展产生了深远的影响。