视频字幕
双缝干涉实验是由英国物理学家托马斯·杨在1801年进行的一个著名实验。这个实验在物理学史上具有里程碑式的意义，因为它首次明确证明了光具有波动性质。实验的基本设置包括一个光源、一个带有两条平行狭缝的挡板，以及一个用于观察干涉图样的屏幕。当光通过双缝后，会在屏幕上形成明暗相间的条纹，这种现象只能用光的波动理论来解释。
双缝干涉实验的装置由几个关键组件构成。首先是单色光源，通常使用激光器来提供相干性良好的光束。光束首先通过第一道缝隙，这个缝隙的作用是产生相干光源，确保后续的干涉效果。然后光线到达双缝板，这是实验的核心部件，包含两条平行的狭缝，缝隙宽度约为0.1毫米，两缝之间的距离d约为1毫米。最后是观察屏幕，放置在距离双缝1到2米的位置，用字母L表示这个距离。各部分之间的几何参数对实验结果有重要影响。
现在我们来观察光波的传播过程。光波具有波长、频率、振幅和相位等基本性质。从激光器发出的光波首先通过第一道缝隙，这个过程将光源转换为相干光源，确保后续的两束光波具有相同的频率和恒定的相位差。当相干光波到达双缝时，会同时通过两条狭缝，形成两个新的相干光源。从两个缝隙发出的光波以圆形波前的形式向外传播，这些波前代表了光波在空间中的传播状态。两束光波在空间中重叠，为后续的干涉现象奠定了基础。
当两束光波在观察屏上相遇时，会发生干涉现象。根据波的叠加原理，当两束波的波峰同时到达某点时，发生相长干涉，形成亮条纹；当一束波的波峰与另一束波的波谷相遇时，发生相消干涉，形成暗条纹。这个过程的关键在于两束光波的相位差。当相位差为2π的整数倍时产生亮条纹，当相位差为π的奇数倍时产生暗条纹。最终在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹图样，中央是最亮的亮条纹，两侧对称分布着强度逐渐减弱的明暗条纹。
现在我们来推导双缝干涉的数学公式。首先建立几何关系：设双缝间距为d，屏幕距离为L，观察点P到中心的距离为y。从几何学可以得出，两束光的路径差δ等于d乘以sinθ，其中θ是衍射角。对于明条纹，路径差必须是波长的整数倍，即δ等于mλ，其中m为0、正负1、正负2等整数。对于暗条纹，路径差为半波长的奇数倍，即δ等于m加二分之一倍的λ。通过几何关系和小角度近似，最终可以推导出条纹间距公式：Δy等于λL除以d。这个公式表明条纹间距与波长和屏幕距离成正比，与双缝间距成反比。