白光双缝干涉谱级计算与可视化

题目

用白光(λ: 400~760nm)光源进行双缝干涉实验,求清晰可辨光谱的级次。当某级红光和高一级紫光的光程差相同时,开始重叠。公式为: δ = kλ = (k + 1)λ,推导得: k = λ / (λ - λ)

参数设置

400 nm
380 450
760 nm
700 780
0.5 mm
1.0 m

计算结果

清晰可辨谱级

1

注:当k为小数时,取整数部分作为清晰谱级

k级红光明纹位置

0.00 mm

(k+1)级紫光明纹位置

0.00 mm

重叠情况

开始重叠

干涉条纹可视化

注:垂直方向表示不同级次,水平方向表示位置

原理说明

光程差条件:

δ = kλ = (k + 1)λ

推导公式:

k = λ / (λ - λ)

明纹位置公式:

y = k·λ·L/d

其中,y为明纹位置,k为级次,λ为波长,L为屏幕距离,d为双缝间距

结果解释:

当计算结果k为小数时,说明在k级和k+1级之间开始出现光谱重叠。例如,当k=1.1时,只有一级光谱清晰可辨,二级开始重叠。