第十三章 实验探究课十八 用双缝干涉实验测量光的波长(课件 学案 练习,共3份)2026届高中物理(人教版)一轮复习

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名称 第十三章 实验探究课十八 用双缝干涉实验测量光的波长(课件 学案 练习,共3份)2026届高中物理(人教版)一轮复习
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-05-20 14:24:15

文档简介

实验探究课十八 用双缝干涉实验测量光的波长
实验原理 实验操作 注意事项
如图所示,相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ、双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l满足关系式Δx=λ,因此,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。 1.安装仪器(如图) (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。 (2)接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光。调节各部件的高度,使光源发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。 (3)安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝的缝平行。 2.观察与记录 (1)调节单缝与双缝间距为5~10 cm,观察白光的干涉条纹。 (2)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。 (3)调节测量头,使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时,记下手轮上的刻度数a2,则相邻两亮条纹间的距离Δx=。 (4)换用不同的滤光片,测量其他色光的波长。 1.调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 2.放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。 3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐且和干涉条纹平行。 4.不要直接测Δx,要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx,这样可以减小误差。
数据 处理 1.条纹间距:Δx=。2.波长:λ=Δx。3.测量多组数据,求λ的平均值。
误差 分析 1.双缝到屏的距离l的测量存在误差。 2.测条纹间距Δx带来的误差如下: (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。 (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度。 (3)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心。 (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清。
教材原型实验
[典例1] (2024·河北卷)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为________(选填“红光”或“绿光”)。
[听课记录]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    [典例2] (2025·八省联考云南卷)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管(LED)发出光的波长。图甲为实验装置示意图,双缝间距d=0.450 mm,双缝到毛玻璃的距离l=365.0 mm,实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心线,手轮上的读数为x1=2.145 mm;当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心线,手轮上的读数为x5=4.177 mm。 完成下列填空:
(1)相邻两条亮条纹间的距离Δx=______mm。
(2)根据____________可算出波长(填正确答案标号)。
A.λ= B.λ=Δx
C.λ=
(3)则待测LED发出光的波长为λ=______nm(结果保留3位有效数字)。
[听课记录]                                     
                                    
                                    
                                    
拓展创新实验
[典例3] 洛埃利在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)通过洛埃镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,________相当于另一个“缝”。
(2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质,界面发生反射时,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即半波损失。已知h D,如果把平面镜移动到和光屏接触,接触点P处是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=________ m(结果保留3位有效数字)。
[听课记录]                                     
                                    
                                    
                                    
                                     本实验的创新之处在于利用单缝和平面镜做“用双缝干涉测量光的波长”的实验时,S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”,这样平面镜对单缝成像,相当于双缝,满足干涉条件,能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。
[典例4] (1)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上(图甲),让单色光从上方射入(示意图如图乙,其中R为凸透镜的半径),从上往下看凸透镜,也可以观察到由干涉造成的环状条纹(图丙),这些条纹叫作牛顿环。如果改用波长更长的单色光照射,观察到的圆环半径将________(选填“变大”“变小”或“不变”);如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜,观察到的圆环半径将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)采用波长为690 nm的红色激光作为单色入射光,牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为________。
A.345 nm B.690 nm
C.几微米 D.几毫米
[听课记录]                                     
                                    
                                    
                                    
                                     本题的创新点体现在实验方法和实验目的创新,通过“牛顿环”的干涉实验,利用薄膜干涉原理及明暗条纹的形成条件,用测量薄膜的厚度替代测量光的波长。
实验探究课十八 用双缝干涉实验测量光的波长
实验类型全突破
类型1
典例1 解析:设第一条和第六条亮条纹的中心间距为x,则相邻两条亮条纹之间的距离Δx=,又双缝干涉条纹间距公式Δx=λ,则λ=,由题表中数据可知x单色光1=18.64 mm-10.60 mm=8.04 mm答案:绿光
典例2 解析:(1)相邻两条亮条纹间的距离为Δx== mm=0.508 mm。
(2)根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系Δx=λ可得波长为λ=Δx,故选B。
(3)待测LED发出光的波长为λ=Δx=×0.508×10-3 m≈6.26×10-7 m=626 nm。
答案:(1)0.508 (2)B (3)626
类型2
典例3 解析:(1)根据平面镜成像原理,经镜面反射的光线可认为是从S的像S′发出的,故S′相当于双缝干涉中的另一个“缝”。
(2)h D,所以射到平面镜上P点的光的入射角接近90°,故直接射到光屏上P点的光和经平面镜反射的光相位相差π,故接触点P处是暗条纹。
(3)每两条相邻亮条纹中心的间距Δx= mm≈2.53 mm,根据双缝干涉条纹间距公式有Δx=λ,可得该单色光的波长λ== m≈6.33×10-7 m。
答案:(1)S经平面镜成的像S′ (2)暗条纹
(3)6.33×10-7
典例4 解析:(1)当光程差为波长的整数倍时是亮条纹,当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹;若用波长更长的光照射,则出现亮条纹的这一厚度需向远离中心方向移动,则圆环的半径变大;若换一个表面曲率半径更大的凸透镜,出现亮条纹的这一厚度向远离中心方向移动,则圆环的半径变大。
(2)由题意知相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长,故为345 nm,故选项A正确,B、C、D错误。
答案:(1)变大 变大 (2)A
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第十三章 光
实验探究课十八 用双缝干涉实验测量光的波长
实验原理
如图所示,相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ、双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l满足关系式Δx=λ,因此,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。

实验储备·一览清
实验操作
1.安装仪器(如图)
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃
屏依次安放在光具座上。
(2)接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光。调节各部件的高度,使光源发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。
(3)安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝的缝平行。
实验操作
2.观察与记录
(1)调节单缝与双缝间距为5~10 cm,观察白光的干涉条纹。
(2)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。
(3)调节测量头,使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时,记下手轮上的刻度数a2,则相邻两亮条纹间的距离Δx=。
(4)换用不同的滤光片,测量其他色光的波长。
注意事项
1.调节双缝干涉仪时,要注意调整光源的高度,使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。
2.放置单缝和双缝时,缝要相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。
3.调节测量头时,应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐且和干涉条纹平行。
4.不要直接测Δx,要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx,这样可以减小误差。
数据 处理 1.条纹间距:Δ x=。
2.波长:λ=Δ x。
3.测量多组数据,求λ的平均值。
误差 分析 1.双缝到屏的距离l的测量存在误差。
2.测条纹间距Δx带来的误差如下:
(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
(2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度。
(3)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心。
(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清。
实验类型·全突破
类型1 教材原型实验
[典例1] (2024·河北卷)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为________(选填“红光”或“绿光”)。
[解析] 设第一条和第六条亮条纹的中心间距为x,则相邻两条亮条纹之间的距离Δx=,又双缝干涉条纹间距公式Δx=λ,则λ=,由题表中数据可知x单色光1=18.64 mm-10.60 mm=8.04 mm绿光
[典例2] (2025·八省联考云南卷)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管(LED)发出光的波长。图甲为实验装置示意图,双缝间距d=0.450 mm,双缝到毛玻璃的距离l=365.0 mm,实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心线,手轮上的读数为x1=2.145 mm;当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心线,手轮上的读数为x5=4.177 mm。 完成下列填空:
(1)相邻两条亮条纹间的距离Δx=_________mm。
0.508
(2)根据________可算出波长(填正确答案标号)。
A.λ= B.λ=Δx
C.λ=
(3)则待测LED发出光的波长为λ=______nm(结果保留3位有效数字)。
B
626
[解析] (1)相邻两条亮条纹间的距离为Δx== mm=0.508 mm。
(2)根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系Δx=λ可得波长为λ=Δx,故选B。
(3)待测LED发出光的波长为λ=Δx=×0.508×10-3 m≈
6.26×10-7 m=626 nm。
类型2 拓展创新实验
[典例3] 洛埃利在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。
(1)通过洛埃镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,_______________________相当于另一个“缝”。
(2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质,界面发生反射时,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即半波损失。已知h D,如果把平面镜移动到和光屏接触,接触点P处是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
S经平面镜成的像S′
暗条纹
(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=____________ m(结果保留3位有效数字)。
6.33×10-7
[解析] (1)根据平面镜成像原理,经镜面反射的光线可认为是从S的像S′发出的,故S′相当于双缝干涉中的另一个“缝”。
(2)h D,所以射到平面镜上P点的光的入射角接近90°,故直接射到光屏上P点的光和经平面镜反射的光相位相差π,故接触点P处是暗条纹。
(3)每两条相邻亮条纹中心的间距Δx= mm≈2.53 mm,根据双缝干涉条纹间距公式有Δx=λ, 可得该单色光的波长λ== m≈6.33×10-7 m。
创新点解读 本实验的创新之处在于利用单缝和平面镜做“用双缝干涉测量光的波长”的实验时,S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”,这样平面镜对单缝成像,相当于双缝,满足干涉条件,能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。
[典例4] (1)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上(图甲),让单色光从上方射入(示意图如图乙,其中R为凸透镜的半径),从上往下看凸透镜,也可以观察到由干涉造成的环状条纹(图丙),这些条纹叫作牛顿环。如果改用波长更长的单色光照射,观察到的圆环半径将________(选填“变大”“变小”或“不变”);如果换一个表面曲率半径
更大的凸透镜,观察到的圆环半
径将______(选填“变大”“变小”
或“不变”)。
变大
变大
(2)采用波长为690 nm的红色激光作为单色入射光,牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为________。
A.345 nm B.690 nm
C.几微米 D.几毫米
 A
[解析] (1)当光程差为波长的整数倍时是亮条纹,当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹;若用波长更长的光照射,则出现亮条纹的这一厚度需向远离中心方向移动,则圆环的半径变大;若换一个表面曲率半径更大的凸透镜,出现亮条纹的这一厚度向远离中心方向移动,则圆环的半径变大。
(2)由题意知相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长,故为345 nm,故选项A正确,B、C、D错误。
创新点解读 本题的创新点体现在实验方法和实验目的创新,通过“牛顿环”的干涉实验,利用薄膜干涉原理及明暗条纹的形成条件,用测量薄膜的厚度替代测量光的波长。
实验对点训练(十八)
1.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。
题号
1
3
5
2
4
6
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左到右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A。
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;
题号
1
3
5
2
4
6
E
D
B
②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用刻度尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意________________和________________。
题号
1
3
5
2
4
6
见解析
[解析] (1)滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D是获取线光源,双缝B是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上,所以排列顺序为:C、E、D、B、A。
(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当。
题号
1
3
5
2
4
6
2.图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
题号
1
3
5
2
4
6
(1)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是________。
A.旋转测量头
B.增大单缝与双缝间的距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
题号
1
3
5
2
4
6
C
(2)要增大观察到的条纹间距,正确的做法是______。
A.减小单缝与光源间的距离
B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离
D.增大双缝与测量头间的距离
题号
1
3
5
2
4
6
D
[解析] (1)观察到较模糊的干涉条纹说明透过的光较弱,旋转测量头或增大单缝与双缝间的距离都不会使条纹变清晰,造成条纹模糊的原因可能是单缝与双缝不平行,则值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故选C。
(2)根据Δx=λ可知,要增大条纹间距Δx,可以增大双缝到测量头的距离l,或减小双缝的间距d,故选D。
题号
1
3
5
2
4
6
3.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中:
(1)如图1所示,将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数x1=2.320 mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时图2中手轮上的示数x6=________ mm。
题号
1
3
5
2
4
6
13.870
(2)已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算式λ=________,可得所测光的波长为________ m(结果保留2位有效数字)。
题号
1
3
5
2
4
6
6.6×10-7
[解析] (1)此时题图2中手轮上的示数x6=13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm。
(2)由Δx==λ,整理可得λ=,代入数据可得λ=6.6×10-7 m。
题号
1
3
5
2
4
6
4.(2024·广东深圳一模)某实验小组使用如图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板,双缝间的宽度d=0.2 mm。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺读出A、B两亮条纹间的距离x=______ mm。 通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0 m,已知=(Δx为相邻两条亮条纹间的距离),则该激光的波长λ=__________ m。如果用紫色激光重新实验,相邻亮条纹间距会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
题号
1
3
5
2
4
6
65.0
6.50×10-7
变小
题号
1
3
5
2
4
6
[解析] 刻度尺的最小刻度值为1 mm,由刻度尺读出A、B两亮条纹间的距离为65.0 mm。由题图乙可知Δx== mm=6.50 mm,由=可得,λ== m=6.50×10-7 m,如果用紫色激光重新实验,由于紫色激光的波长较小,由=可知,d、L不变,则相邻亮条纹间距会变小。
题号
1
3
5
2
4
6
5.(2025·江西南昌高三检测)在利用“双缝干涉测量光的波长”实验中,双缝间距为d,双缝到光屏间的距离为L,在调好实验装置后,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹,当分划板在图中B位置时,对应游标卡尺读数如图,则:
题号
1
3
5
2
4
6
(1)分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB=________ mm。
(2)若分划板在图中A位置时游标卡尺读数为xA(xA(3)若用频率更高的单色光照射,同时增大双缝间的距离,则条纹间距________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
题号
1
3
5
2
4
6
15.5
 
变窄
[解析] (1)由题图可知游标卡尺主尺刻度为 15 mm,而游标尺的分度值为0.1 mm,游标尺第5格与主尺刻度对齐,可知游标尺读数为5×0.1 mm=0.5 mm,分划板在题图中B位置时游标卡尺读数xB=
15 mm+0.5 mm=15.5 mm。
(2)由条纹间距公式Δx=λ,结合题图两分划板的位置可知,该单色光的波长为λ=。
题号
1
3
5
2
4
6
(3)光的频率与波长之间的关系为λ=,可知频率ν越高,波长λ越短,而由Δx=λ可知,若用频率更高的单色光照射,同时增大双缝间的距离d的情况下,条纹间距将变窄。
题号
1
3
5
2
4
6
6.(2025·湖北黄冈模拟)做“用双缝干涉测光的波长”实验中,使用的双缝间距d=0.20 mm,双缝到光屏的距离L=600 mm,观察到的干涉条纹如图甲所示。
题号
1
3
5
2
4
6
题号
1
3
5
2
4
6
(1)在测量头上的是一个螺旋测微器(又叫“千分尺”),分划板上的刻度线处于x1、x2位置时,对应的示数如图乙所示,则相邻亮纹的间距Δx=_______________________ mm(结果保留3位小数)。
(2)计算该单色光的波长的公式λ=___________(用L、d、x1、x2表示)。
(3)代入数据计算该单色光的波长λ=________ m(结果保留2位有效数字)。
题号
1
3
5
2
4
6
1.419(1.418~1.420均可)
4.7×10-7
(4)图丙为实验装置示意图,S为单缝,S1、S2为双缝,屏上O点处为一亮条纹。若实验时单缝偏离光轴,向右微微移动,则可以观察到O点处的干涉条纹________。
A.向左移动 B.向右移动
C.间距变大 D.间距变小
题号
1
3
5
2
4
6
A
[解析] (1)螺旋测微器读数为x1=2 mm+19.0×0.01 mm=2.190 mm,x2=7.5 mm+36.5×0.01 mm=7.865 mm,则相邻亮纹的间距Δx=≈1.419 mm。
(2)根据干涉条纹公式Δx=λ,可得λ=Δx=。
(3)代入数据可得λ= m≈4.7×10-7 m。
题号
1
3
5
2
4
6
(4)根据Δx=λ可知,实验时单缝偏离光轴,向右微微移动,因双缝间距、双缝到光屏的距离、波长都不变,所以条纹间距不变,由于主光轴变的倾斜,可以观察到O点处的干涉条纹向左移动,故A正确。
题号
1
3
5
2
4
6
谢 谢 !实验对点训练(十八)
1.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左到右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A。
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;
②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用刻度尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意________________和________________。
2.图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
(1)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是________。
A.旋转测量头
B.增大单缝与双缝间的距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
(2)要增大观察到的条纹间距,正确的做法是______。
A.减小单缝与光源间的距离
B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离
D.增大双缝与测量头间的距离
3.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中:
(1)如图1所示,将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数x1=2.320 mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时图2中手轮上的示数x6=________ mm。
(2)已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算式λ=________,可得所测光的波长为________ m(结果保留2位有效数字)。
4.(2024·广东深圳一模)某实验小组使用如图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板,双缝间的宽度d=0.2 mm。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺读出A、B两亮条纹间的距离x=______ mm。 通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0 m,已知=(Δx为相邻两条亮条纹间的距离),则该激光的波长λ=______ m。如果用紫色激光重新实验,相邻亮条纹间距会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.(2025·江西南昌高三检测)在利用“双缝干涉测量光的波长”实验中,双缝间距为d,双缝到光屏间的距离为L,在调好实验装置后,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹,当分划板在图中B位置时,对应游标卡尺读数如图,则:
(1)分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB=________ mm。
(2)若分划板在图中A位置时游标卡尺读数为xA(xA(3)若用频率更高的单色光照射,同时增大双缝间的距离,则条纹间距________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
6.(2025·湖北黄冈模拟)做“用双缝干涉测光的波长”实验中,使用的双缝间距d=0.20 mm,双缝到光屏的距离L=600 mm,观察到的干涉条纹如图甲所示。
(1)在测量头上的是一个螺旋测微器(又叫“千分尺”),分划板上的刻度线处于x1、x2位置时,对应的示数如图乙所示,则相邻亮纹的间距Δx=______ mm(结果保留3位小数)。
(2)计算该单色光的波长的公式λ=________(用L、d、x1、x2表示)。
(3)代入数据计算该单色光的波长λ=________ m(结果保留2位有效数字)。
(4)图丙为实验装置示意图,S为单缝,S1、S2为双缝,屏上O点处为一亮条纹。若实验时单缝偏离光轴,向右微微移动,则可以观察到O点处的干涉条纹________。
A.向左移动 B.向右移动
C.间距变大 D.间距变小
实验对点训练(十八)
1.解析:(1)滤光片E可以从白光中选出单色红光,单缝D是获取线光源,双缝B是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上,所以排列顺序为:C、E、D、B、A。
(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离要适当。
答案:(1)E D B (2)见解析
2.解析:(1)观察到较模糊的干涉条纹说明透过的光较弱,旋转测量头或增大单缝与双缝间的距离都不会使条纹变清晰,造成条纹模糊的原因可能是单缝与双缝不平行,则值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故选C。
(2)根据Δx=λ可知,要增大条纹间距Δx,可以增大双缝到测量头的距离l,或减小双缝的间距d,故选D。
答案:(1)C (2)D
3.解析:(1)此时题图2中手轮上的示数x6=13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm。
(2)由Δx==λ,整理可得λ=,代入数据可得λ=6.6×10-7 m。
答案:(1)13.870 (2) 6.6×10-7
4.解析:刻度尺的最小刻度值为1 mm,由刻度尺读出A、B两亮条纹间的距离为65.0 mm。由题图乙可知Δx== mm=6.50 mm,由=可得,λ== m=6.50×10-7 m,如果用紫色激光重新实验,由于紫色激光的波长较小,由=可知,d、L不变,则相邻亮条纹间距会变小。
答案:65.0 6.50×10-7 变小
5.解析:(1)由题图可知游标卡尺主尺刻度为 15 mm,而游标尺的分度值为0.1 mm,游标尺第5格与主尺刻度对齐,可知游标尺读数为5×0.1 mm=0.5 mm,分划板在题图中B位置时游标卡尺读数xB=15 mm+0.5 mm=15.5 mm。
(2)由条纹间距公式Δx=λ,结合题图两分划板的位置可知,该单色光的波长为λ=。
(3)光的频率与波长之间的关系为λ=,可知频率ν越高,波长λ越短,而由Δx=λ可知,若用频率更高的单色光照射,同时增大双缝间的距离d的情况下,条纹间距将变窄。
答案:(1)15.5 (2) (3)变窄
6.解析:(1)螺旋测微器读数为x1=2 mm+19.0×0.01 mm=2.190 mm,x2=7.5 mm+36.5×0.01 mm=7.865 mm,则相邻亮纹的间距Δx=≈1.419 mm。
(2)根据干涉条纹公式Δx=λ,可得λ=Δx=。
(3)代入数据可得λ= m≈4.7×10-7 m。
(4)根据Δx=λ可知,实验时单缝偏离光轴,向右微微移动,因双缝间距、双缝到光屏的距离、波长都不变,所以条纹间距不变,由于主光轴变的倾斜,可以观察到O点处的干涉条纹向左移动,故A正确。
答案:(1)1.419(1.418~1.420均可)
(2) (3)4.7×10-7 (4)A
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