第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长
实验目的 1.光的波长 2.微小距离
实验原理与设计 明暗相间 Δy
实验步骤 1.5~10 cm 缝相互平行 遮光筒 2.干涉条纹 4.中心 读数 中心 反向旋转 5.波长
例1 (1)C (2)BD (3)2.31 578
[解析] (1)为了获取单色的线光源,光源后面应放置滤光片、单缝、单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象,因此a、b、 c、 d元件依次为滤光片、单缝、双缝和光屏,A、B、D错误,C正确.
(2)根据条纹间距公式Δy=λ可知,将红色滤光片改为绿色滤光片,波长变短λ,条纹间距变小,A错误;实验中要注意使单缝与双缝相互平行,以便在光屏上观察到清晰干涉条纹,B正确;为了减小测量误差,最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δy=,C错误;如果把普通光源换成激光光源,由于激光相干性比较好,则光具座上滤光片、单缝均可以撤去,D正确.
(3)由图可知螺旋测微器的示数为x6=13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm,则第一条到第六条亮纹中间的距离为a=x6-x1=11.550 mm,可得相邻的条纹间距Δy===2.31 mm;根据公式Δy=λ,整理得光的波长为λ===578 nm.
例2 (1) D (2)11.1 (3)6.50×10-7
[解析] (1)为了测量红光的波长,应当把滤光片安装在单缝与双缝之前,故A错误;其他操作都正确,但发现目镜中条纹很模糊,可以通过左右移动拨杆调节清晰,故B、C错误;实验中若将红光滤光片换成绿光,由于绿光波长较短,根据Δy=λ,光屏上相邻两条暗纹中心距离会变小,则目镜中干涉条纹个数多一些,故D正确.
(2)A位置游标卡尺读数为1.1 cm+0.1×1 mm=11.1 mm.
(3)相邻两条暗纹中心距离Δy=×10-3 m=1.3×10-3 m,由Δy=λ,可得λ=,代入数据得λ=6.50×10-7 m.
随堂巩固
1.D [解析] 光屏靠近或远离双缝时,l减小或增大,仍能出现干涉条纹,只是条纹宽度减小或增大;改变单缝与双缝之间的距离时,干涉条纹不变;将单缝与双缝的位置互换时,只有一个光源,所以不能产生干涉,故A、B、C不符合题意,D符合题意.
2.B [解析] 双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离Δy=λ,且频率越高的光的波长越短,故对应的条纹间距会变小,A错误;改用波长更长的光波,对应的双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离会增大,B正确;减小双缝间距能增大条纹间距,C错误;增大双缝到光屏的距离能增大条纹间距,D错误.
3.0.510(0.508~0.512均可) 1.510(1.508~1.512均可) 666(663~669均可)
[解析] 图丙和图丁中手轮的读数分别为0.5 mm+1.0×0.01 mm=0.510 mm和1.5 mm+1.0×0.01 mm=1.510 mm;两相邻亮条纹的间距为Δy= mm=0.333 mm,由双缝干涉条纹间距公式Δy=λ,可得λ=Δy=×0.333×10-3 m=0.666×10-6 m=666 nm.第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长
1.AB [解析] 滤光片的作用是使入射光变成单色光,单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是形成相干光源,其排列顺序合理,故A正确;将滤光片由紫色的换成红色的,则波长λ变长,根据双缝干涉条纹的间距公式Δy=λ可知,条纹间距Δy增大,故B正确;将单缝向双缝移动一小段距离后,由Δy=λ可知,干涉条纹间距不变,故C错误;测量过程中,把5个条纹间距数成6个,导致Δy变小,则波长测量值偏小,故D错误.
2.(1)分划板中心线 (2)B (3)C (4)
[解析] (1)在通过目镜观察干涉条纹,转动测量头上的手轮时,在视野中看到的是分划板中心线在移动.
(2)用测量头测量相邻亮条纹间的距离Δy时,分划板中心线对准的位置应该是亮条纹的中心,故B正确.
(3)测量相邻红色亮条纹间的距离时,为了减小误差,转动手轮,使分划板中心线移过的条纹的个数不能太多也不能太少,较为合适的是5条,故C正确.
(4)若分划板中心线移过的明条纹个数为n,移动距离为s,则相邻明条纹间距为Δy=,根据相邻明条纹间距公式Δy=λ,联立可得待测光的波长为λ=.
3.(1)单缝 双缝 (2)①平行 ②靠近 (3)
[解析] (1)图中A为滤光片,B为单缝,C为双缝.
(2)①观察到较模糊的干涉条纹,可以调节拨杆使单缝和双缝平行,使条纹变得更清晰.
②要想增加从目镜中观察到的条纹个数,则条纹间距应减小,根据条纹间距Δy=λ可知,需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动.
(3)第N1条亮条纹的读数为Y1,第N2条亮条纹的读数为Y2,则条纹间距Δy=,根据Δy=λ,可得λ=.
4.(1)D (2)50.15
[解析] (1)若要使得分划板刻度线与干涉条纹平行,则仅旋转毛玻璃处的测量头即可,故D正确.
(2)手轮上的示数是50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm.
5.0.140 10.300 5.64×10-4
[解析] 由图知,a1=0.140 mm,a7=10.300 mm,则条纹间距Δy=,由条纹间距公式Δy=λ,可得波长λ=Δy=5.64×10-4 mm.
6.(1)B (2)13.870 7.3×10-7 (3)偏大
[解析] (1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,故A错误;n条亮纹之间有n-1个间距,相邻条纹的间距为Δy=,故B正确;根据条纹的宽度与单缝和双缝间的距离无关,所以将单缝向双缝移动之后,并不影响条纹的宽度,故C错误;去掉滤光片后,入射光是复合光,而两列光相干的条件是他们的频率相同,故能发生干涉现象,但条纹是彩色的,故D错误.
(2)根据螺旋测微仪的读数规则,示数为y2=13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm,根据双缝干涉实验的公式Δy=λ,又有Δy=,联立代入数据解得λ=7.3×10-7 m.
(3)在目镜中观察到如图所示的情形,会导致条纹间距测量偏大,由公式Δy=λ可知,导致测量的单色光波长偏大.
7.(1)单缝 (2)6.50 6.50×10-7 (3) A
[解析] (1)图甲中,中央亮条纹较宽,而两侧亮条纹较窄,所以是单缝衍射图样.
(2)刻度尺的分度值为0.1 cm,需要估读到0.01 cm,所以A、B两亮纹间的距离为6.50 cm.相邻条纹间距为Δy==6.5×10-3 m,根据Δy=可得该激光的波长为λ== m=6.50×10-7 m.
(3)为使光屏上观察到的条纹更密集,即减小Δy,根据Δy=可知,可采取的操作是换用双缝间距更大的缝屏或减小缝屏与光屏之间的距离,而增大激光源与缝屏之间的距离对Δy无影响.故选A.第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长
【实验目的】
1.用双缝干涉实验装置测量 .
2.学习测量 的方法.
【实验器材】
光具座、双缝干涉仪(包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头如图)、学生电源.
【实验原理与设计】
当两列单色光在空间相遇并发生干涉时,在接收屏上将出现 的条纹.两相邻亮(暗)条纹间的距离满足Δy=λ,故有λ= .测出d、l、Δy即可算出光的波长.
【实验步骤】
1.实验装置如图所示,在光具座上把各光学元件装配好.从遮光筒上取下双缝,打开电源,调节光源的高度,直到光束能沿遮光筒的轴线射到毛玻璃屏的中心.放上单缝和双缝,使它们的距离为 ,并保持 .注意各光学元件中心应大致位于 的轴线上.
2.观察光屏上的白光 的特点.给光源加上不同的滤光片,看条纹的色彩、间距发生了什么变化,相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等.
3.记下双缝间的距离d和双缝到光屏的距离l.
4.转动手轮,先使分划板中心刻线对准某条亮条纹 ,如图所示,记下此时的 .继续转动手轮,使分划板中心刻线移过n条条纹,对齐
另一条亮条纹 ,再记下此时的读数.转动手轮进行测量时,一次测量中不要 .
5.把测量结果记录在数据表格中,算出两次读数之差,并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距Δy,求出光的 .
例1 [2024·福州一中高二期末] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中:
(1)如图甲所示,光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件,其中a、b、c、d各元件的名称依次最合理的是 (填选项前的字母).
A.单缝、滤光片、双缝、光屏
B.单缝、双缝、滤光片、光屏
C.滤光片、单缝、双缝、光屏
D.滤光片、双缝、单缝、光屏
(2)下列说法中正确的是 (填选项前的字母).
A.将红色滤光片改为绿色滤光片可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
B.实验中要注意使单缝与双缝相互平行,以便在光屏上观察到清晰干涉条纹
C.为了减小测量误差,最好测量相邻条纹间的中心距离
D.若把普通光源换成激光光源,则光具座上滤光片、单缝均可以撤去
(3)已知双缝间距d=0.2 mm,双缝到屏间的距离l=800 mm.将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时测量头手轮上的读数为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,此时手轮上的示数如图乙所示,可得相邻的条纹间距Δy= mm,这种色光的波长λ= nm(结果保留三位有效数字).
例2 实验室中,我们用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验,已知双缝间距d=0.3 mm,双缝到光屏的距离l=0.6 m.
(1)在实验操作过程中下列说法正确的是 (填选项前的字母).
A.为了测量红光的波长,应当把滤光片安装在单缝与双缝之间
B.其他操作都正确,但发现目镜中条纹很模糊,可以通过上下移动拨杆调节清晰
C.其他操作都正确,但发现目镜中条纹很模糊,可以改变单缝与双缝间的距离调节清晰
D.实验中观察到了清晰的红光干涉图样,若将红光滤光片换成绿光,则目镜中干涉条纹个数多一些
(2)分划板中A、B位置如图乙所示,则A位置游标卡尺读数为 mm.
乙
(3)如果B位置游标卡尺读数为16.3 mm,则被测光的波长为 m.(结果保留3位有效数字)
【注意事项】
1.实验时应调节各器件共轴,否则光无法到达光屏.
2.放置单缝和双缝时,必须使单缝与双缝平行.
3.测量条纹间距时,测量头分划板的中心刻线要对准亮条纹(或暗条纹)的中心.
1.(实验操作)某同学按实验装置安装好仪器后,成功地观察到光的干涉现象.若他在此基础上对仪器进行如下几种改动,不能使实验成功的是 ( )
A.将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动
B.将遮光筒内的光屏向远离双缝的方向移动少许,其他不动
C.将单缝向双缝移动少许,其他不动
D.将单缝与双缝的位置互换,其他不动
2.(实验原理)在光的双缝干涉实验中,能增大条纹间距的做法是 ( )
A.改用频率更高的光波
B.改用波长更长的光波
C.增大双缝间距
D.减小双缝到光屏的距离
3.(数据处理)图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置.测得双缝到毛玻璃屏的距离为0.2 m,双缝的距离为0.4 mm.图乙是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样,其中1、2、3、4、5、……是亮条纹的编号.图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景,图丙是测第1条亮条纹时手轮的位置,此时观测装置上手轮的读数为 mm,图丁是测第4条亮条纹时手轮的位置,此时观测装置上手轮的读数为 mm.根据上面测出的数据可知,被测光的波长为 nm. 1.(6分)(多选)[2024·泉州丰泽区北附中学高二期末] 利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长,下列说法中正确的是 ( )
A.实验装置中①、②、③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个,波长测量值偏大
2.(6分)[2024·广东深圳中学高二月考] 某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,所用的装置如图所示.
(1)(1分)在通过目镜观察干涉条纹,转动测量头上的手轮时,在视野中看到的是 (选填“干涉条纹”或“分划板中心线”)在移动.
(2)(1分)用测量头测量相邻亮条纹间的距离Δy时,分划板中心线对准的位置应该是 (填选项前的字母).
A.暗条纹的中心 B.亮条纹的中心
C.亮条纹的边缘 D.任意位置
(3)(2分)测量相邻红色亮条纹间的距离时,转动手轮,使分划板中心线移过的条纹的个数,较为合适的是 (填选项前的字母).
A.1条 B.2条
C.5条 D.20条
(4)(2分)若分划板中心线移过的亮条纹个数为n,移动距离为s,双缝间距为d,双缝到屏的距离为l,则待测光的波长为 (用n、s、d、l表示).
3.(6分)某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长,其实验装置如图所示.
(1)(2分)为测量该单色光的干涉条纹宽度,各仪器安装位置如图所示,图中A为滤光片,B为 (选填“单缝”或“双缝”),C为 (选填“单缝”或“双缝”).
(2)在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时:
①(1分)观察到较模糊的干涉条纹,可以调节拨杆使单缝和双缝 (选填“垂直”或“平行”),从而使条纹变得清晰.
②(1分)要想增加从目镜中观察到的条纹个数,需将毛玻璃屏向 (选填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动.
(3)(2分)在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离l,通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1,观察到第N2条亮条纹的读数为Y2,请写出计算该单色光波长的表达式λ= .
4.(6分)(1)(3分)如图甲所示,小王同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中发现目镜中干涉条纹与分划板的刻度线始终有一定的角度,下列操作可以使得分划板刻度线与干涉条纹平行的是 (填选项前的字母).
A.仅拨动拨杆
B.仅旋转单缝
C.仅前后移动凸透镜
D.仅旋转毛玻璃处的测量头
(2)(3分)小王同学将分划板刻度线与干涉条纹调平行后,将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示,手轮上的示数是 mm.
5.(6分)[2024·浙江吴兴高级中学月考] 在某次实验中,已知双缝到光屏的距离是600 mm,双缝之间的距离是0.20 mm,单缝到双缝的距离是100 mm.某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某一亮条纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图甲所示,然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮条纹的中心,这时手轮上的示数如图乙所示.这两次示数依次为 mm和 mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为 mm.
6.(6分)[2024·广东培英中学高二期中] “用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示,光源为白炽奵.
(1)(2分)下列说法正确的是 (填选项前的字母).
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.为了减小测量误差,可测出n条亮纹中心间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δy=
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
(2)(2分)按照正确的顺序安装好元件,调整后在光屏上观察到明暗相间的条纹.将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数y1=2.230 mm.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,y2= mm.已知单缝与双缝间的距离为100 mm,双缝与屏的距离800 mm,双缝间距0.25 mm.可得所测光的波长为 m.(结果保留两位有效数字)
(3)(2分)若在目镜中观察到如图丙所示的情形.实验中其他操作无误,则此情形下测得的单色光波长将 (选填“偏大”“不变”或“偏小”).
7.(6分)[2024·平潭岚华中学月考] 某同学在家里进行小实验,他先点燃蜡烛将无色玻璃片熏黑,再用刀片在玻璃片上笔直划过,这样便得到了单缝和不同间距双缝的缝屏.将所得到的缝屏以及激光笔、光屏等利用铁架台组装成图甲所示的装置,用于研究光的衍射和干涉.
(1)(1分)某次实验时,在光屏上观察到如图乙所示的明暗相间的条纹,则该同学所安装的缝屏是 (选填“单缝”或“双缝”);
(2)(3分)该同学利用装置进行双缝干涉实验时,在光屏上观察到的条纹如图丙所示,由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离s= cm;测得缝屏上双缝间的宽度d=0.150 mm,双缝到光屏间的距离L=1.50 m,则该激光的波长λ= m(结果保留3位有效数字);
(3)(2分)为使光屏上观察到的条纹更密集,可采取的操作是 .(填选项前的字母)
A.换用双缝间距更大的缝屏
B.增大缝屏与光屏之间的距离
C.增大激光源与缝屏之间的距离(共70张PPT)
第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长
备用习题
随堂巩固
◆
练习册
实验探究
答案核查【导】
答案核查【练】
【实验目的】
1.用双缝干涉实验装置测量__________.
2.学习测量__________的方法.
光的波长
微小距离
【实验器材】
光具座、双缝干涉仪(包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测
量头如图)、学生电源.
【实验原理与设计】
当两列单色光在空间相遇并发生干涉时,在接收屏上将出现__________的条纹.两
相邻亮(暗)条纹间的距离满足 ,故有_____.测出、、 即可算出光
的波长.
明暗相间
【实验步骤】
1.实验装置如图所示，在光具座上把各光学元件装配好.从遮光筒上取下双缝，
打开电源，调节光源的高度，直到光束能沿遮光筒的轴线射到毛玻璃屏的中心.
放上单缝和双缝，使它们的距离为__________，并保持____________.注意各光
学元件中心应大致位于________的轴线上.
缝相互平行
遮光筒
2.观察光屏上的白光__________的特点.给光源加上不同的滤光片，看条纹的色
彩、间距发生了什么变化，相邻亮条纹(或暗条纹)的间距是否相等.
干涉条纹
3.记下双缝间的距离和双缝到光屏的距离 .
4.转动手轮，先使分划板中心刻线对准某条亮条纹______，如图所示，记下此时
的______.继续转动手轮，使分划板中心刻线移过 条条纹，对齐另一条亮条纹
______，再记下此时的读数.转动手轮进行测量时，一次测量中不要__________.
中心
读数
中心
反向旋转
5.把测量结果记录在数据表格中，算出两次读数之差，
并求出相邻亮条纹(或暗条纹)的平均间距 ，求出光的
______.
波长
例1 ［2024·福州一中高二期末］在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：
(1) 如图甲所示，光具座放置的光学元
件有光源、遮光筒和其他元件，其中
、、、 各元件的名称依次最合理的
是___(填选项前的字母).
A.单缝、滤光片、双缝、光屏 B.单缝、双缝、滤光片、光屏
C.滤光片、单缝、双缝、光屏 D.滤光片、双缝、单缝、光屏
[解析] 为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝、单缝形成的相
干线性光源经过双缝产生干涉现象,因此、、、 元件依次为滤光片、单缝、
双缝和光屏，A、B、D错误，C正确.
√
(2) 下列说法中正确的是_____(填选项前的字母).
A.将红色滤光片改为绿色滤光片可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
B.实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹
C.为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离
D.若把普通光源换成激光光源，则光具座上滤光片、单缝均可以撤去
√
√
[解析] 根据条纹间距公式 可知，将红色滤光片改为绿色滤光片，波长
变短 ，条纹间距变小，A错误；实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便
在光屏上观察到清晰干涉条纹，B正确；为了减小测量误差，最好用测微目镜
测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距 ，C错误；如果
把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上滤光片、单缝
均可以撤去，D正确.
(3) 已知双缝间距，双缝到屏间的距离 .将测量头的分划
板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时测量头
手轮上的读数为 .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，此时手轮上的示数如图乙所示，可得相邻的条纹间距
_____，这种色光的波长______ (结果保留三位有效数字).
[解析] 由图可知螺旋测微器的示数为
，则第一条到
第六条亮纹中间的距离为 ，可得相
邻的条纹间距 ；根据公式
，整理得光的波长为
.
例2 实验室中，我们用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实
验，已知双缝间距，双缝到光屏的距离 .
(1) 在实验操作过程中下列说法正确的是___(填选项前的字母).
A.为了测量红光的波长，应当把滤光片安装在单缝与双缝之间
B.其他操作都正确，但发现目镜中条纹很模糊，可以通过上下移动拨杆调节清晰
C.其他操作都正确，但发现目镜中条纹很模糊，可以改变单缝与双缝间的距离
调节清晰
D.实验中观察到了清晰的红光干涉图样，若将红光滤光片换成绿光，则目镜中
干涉条纹个数多一些
√
[解析] 为了测量红光的波长，应当把滤光片安装在单缝与双缝之前，故A错误；
其他操作都正确，但发现目镜中条纹很模糊，可以通过左右移动拨杆调节清晰，
故B、C错误；实验中若将红光滤光片换成绿光，由于绿光波长较短，根据
，光屏上相邻两条暗纹中心距离会变小，则目镜中干涉条纹个数多一
些，故D正确.
(2) 分划板中、位置如图乙所示，则位置游标卡尺读数为_____ .
11.1
[解析] 位置游标卡尺读数为 .
(3) 如果位置游标卡尺读数为，则被测光的波长为____________ .
(结果保留3位有效数字)
[解析] 相邻两条暗纹中心距离 ，由
，可得，代入数据得 .
【注意事项】
1.实验时应调节各器件共轴,否则光无法到达光屏.
2.放置单缝和双缝时,必须使单缝与双缝平行.
3.测量条纹间距时,测量头分划板的中心刻线要对准亮条纹(或暗条纹)的中心.
1.［2024·同安一中月考］在“用双缝干涉测光的波长”实验中，实验装置如图所示.
(1) 下列说法错误的是___(填选项前的字母).
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮纹间的距离 ，求出相邻两条亮
纹间距
√
[解析] 放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象，没法调节光源的高度，故A项错误.
(2) 测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图所示，其示数为______ .
1.970
[解析] 按读数规则，读出示数为 .
2.某同学在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,使用的实验装置示意图如图甲
所示.使用的双缝的间距为 .实验时,首先调节______和________的中心
位于遮光筒的中心轴线上,并使______和______相互平行.当屏上出现干涉图样后,
通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退 )
观察第一条亮条纹时,手轮的位置如图乙所示,观察第五条亮条纹时,手轮的位置
如图丙所示,测出双缝与屏的距离为,则待测光的波长_____ .
光源
滤光片
单缝
双缝
594
[解析] 在实验时,首先调节实验装置,使光源、滤光片的中心位于遮光筒的中心
轴线上,并使单缝和双缝相互平行.图乙中测量头的示数为 ,图丙中测量
头的示数为,条纹间距为 .由双缝干涉
条纹间距公式 ,解得待测光的波长为
.
3.第一次分划板中心刻线对齐第2条亮条纹的中心时(如图甲中的 )，游标卡尺的
示数如图乙所示，第二次分划板中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时
(如图丙中的)，游标卡尺的示数如图丁所示.已知双缝间距 ，双缝
到屏的距离 ，则：
(1) 图乙中游标卡尺的示数为______ .
1.250
[解析] 图乙中游标卡尺的固定刻度读数为 ，游标尺读数为
，所以最终读数为
.
(2) 图丁中游标卡尺的示数为______ .
1.775
[解析] 图丁中游标卡尺的固定刻度读数为 ，游标尺读数为
，所以最终读数为
.
(3) 所测光波的波长为___________ (保留两位有效数字).
[解析] ，根据 ，解得
.
4.［2024·永定一中月考］某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验
装置如图甲所示.
(1) 某同学经过粗略的调试后,出现了干涉图样,但不够清晰,以下调节做法正确的是___.
A.旋转测量头 B.移动光源 C.拨动金属拨杆
[解析] 使单缝与双缝相互平行,干涉条纹将更加清晰明亮,因此需要增大条纹的
宽度,根据公式 可知,增大双缝到屏的距离或减小双缝之间的距离都可
以增大条纹间距,所以需要移动金属拨杆, 故选C.
√
(2) 该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里
面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示,若要使两者对齐,
该同学应___.
A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝
C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头
[解析] 发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,若要使两者对齐,该同
学应调节测量头,分划板竖线随之旋转,可使分划板竖线与亮条纹对齐,故A、B、
C错误,D正确.
√
(3) 下列选项中,条纹间距表示正确的是____.
[解析] 条纹间距指的是相邻两条亮条纹的中心线间的距离或相邻两条暗条纹的
中心线间的距离,因此C、 正确.
5.［2024·福州一中月考］在用如图甲所示装置测定光波波长实验中：
(1) 先用红光滤光片，后换用黄光滤光片，则先后观测到的图样(白色区域为亮条纹)
分别是____.(严格按先后顺序填写)
CB
A. B.
C. D.
[解析] 干涉图样是等间距的干涉条纹，根据 ，可知红光的波长比黄光
的波长长，红光条纹间距比黄光的条纹间距宽，故先、后观测到的图样 (白色区域
为亮条纹)分别是C、B.
(2) 若用某单色光照射，双缝间距为，双缝到屏的距离为 ，今测得屏
上第7条亮纹到第1第亮条纹之间距离为，则单色光波长为___________ .
[解析] 相邻亮条纹间距为 ，根据
相邻亮条纹间距公式 ，可得
.
(3) 如图乙所示，若某次实验中在光屏上的 点观测到某级亮纹，现设法在紧贴
缝 的后面放置一极薄的玻璃片，则观测到这条亮纹在光屏的位置将_______
(选填“不”“往上”或“往下”)移动.
往上
[解析] 玻璃的折射率大于空气的折射率，同一种光在玻璃中的波长小于在空气
中的波长，同样距离，路程变长， 的后面放置一极薄的玻璃片，通过双缝的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，由于通过玻璃时的路程变长，观测到这条亮纹在光屏的位置将往上移动.
6.［2024·厦门双十中学月考］在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,请按照题
目要求回答下列问题:
(1) 如图所示,甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是____图.
甲
[解析] 双缝干涉条纹的特点是等间距、等宽度、等亮度,故干涉图样是甲图.
(2) 将下表中的光学元件放在如图丙所示的光具座上,组装成“用双缝干涉测量光
的波长”的实验装置,并用此装置测量红光的波长.
元件代号
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源 放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,各光学元件的
排列顺序应为______(填写元件代号).
[解析] 各光学元件的字母排列顺序应为 .
(3) 已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离 ,在光屏上
得到的干涉图样如图丁所示,分划板在图中 位置时游标卡尺的示数如图戊所示,
则其示数_______;在 位置时游标卡尺的示数如图己所示,则相邻两亮条
纹间距_____ .
111.15
0.58
[解析] 游标卡尺读数主尺读数 游标尺读数,则由图可读出
,
,故相邻两亮条纹的间距
.
(4) 由以上所测数据,可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为___________ .
[解析] 根据公式 ,有 .
(5) 若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将______(选填“变大”“不
变”或“变小”).
变小
[解析] 根据双缝干涉条纹的间距公式 知,光的频率变高,则波长变短,干
涉条纹间距变小.
1.(实验操作)某同学按实验装置安装好仪器后，成功地观察到光的干涉现象.若
他在此基础上对仪器进行如下几种改动，不能使实验成功的是( )
A.将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动
B.将遮光筒内的光屏向远离双缝的方向移动少许，其他不动
C.将单缝向双缝移动少许，其他不动
D.将单缝与双缝的位置互换，其他不动
[解析] 光屏靠近或远离双缝时， 减小或增大，仍能出现干涉条纹，只是条纹宽
度减小或增大；改变单缝与双缝之间的距离时，干涉条纹不变；将单缝与双缝
的位置互换时，只有一个光源，所以不能产生干涉，故A、B、C不符合题意，
D符合题意.
√
2.(实验原理)在光的双缝干涉实验中,能增大条纹间距的做法是( )
A.改用频率更高的光波 B.改用波长更长的光波
C.增大双缝间距 D.减小双缝到光屏的距离
[解析] 双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离 ,且频率越高的光的波
长越短,故对应的条纹间距会变小,A错误;改用波长更长的光波,对应的双缝干涉
中相邻两条明(暗)条纹间的距离会增大,B正确;减小双缝间距能增大条纹间距,C
错误;增大双缝到光屏的距离能增大条纹间距,D错误.
√
3.(数据处理)图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置.测得双缝到毛玻
璃屏的距离为,双缝的距离为 .图乙是通过该仪器的观测装置看到毛
玻璃屏上的干涉图样,其中1、2、3、4、5、……是亮条纹的编号.图丙、图丁是
利用该仪器测光的波长时观察到的情景,图丙是测第1条亮条纹时手轮的位置,此
时观测装置上手轮的读数为________________________ ,图丁是测第4条亮条
纹时手轮的位置,此时观测装置上手轮的读数为________________________ .
根据上面测出的数据可知,被测光的波长为____________________ .
均可
均可
均可
[解析] 图丙和图丁中手轮的读数分别为 和
;两相邻亮条纹的间距为
,由双缝干涉条纹间距公式 ,可得
.
练习册
(时间：40分钟 总分：42分)
1.(6分)(多选)［2024·泉州丰泽区北附中学高二期末］ 利用如图所示装置研究双
缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是( )
A.实验装置中①、②、③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B.将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大
√
√
[解析] 滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光
源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A正确；将滤光片由紫
色的换成红色的，则波长 变长，根据双缝干涉条纹的间距公式 可知，
条纹间距增大，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，由 可
知，干涉条纹间距不变，故C错误；测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导
致 变小，则波长测量值偏小，故D错误.
2.(6分)［2024·广东深圳中学高二月考］ 某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实
验中，所用的装置如图所示.
(1) (1分)在通过目镜观察干涉条纹，转动测量头上的手轮时，在视野中看到的
是______________(选填“干涉条纹”或“分划板中心线”)在移动.
分划板中心线
[解析] 在通过目镜观察干涉条纹，转动测量头上的手轮时，在视野中看到的是
分划板中心线在移动.
(2) (1分)用测量头测量相邻亮条纹间的距离 时，分划板中心线对准的位置应
该是___(填选项前的字母).
A.暗条纹的中心 B.亮条纹的中心 C.亮条纹的边缘 D.任意位置
[解析] 用测量头测量相邻亮条纹间的距离 时，分划板中心线对准的位置应该
是亮条纹的中心，故B正确.
√
(3) (2分)测量相邻红色亮条纹间的距离时，转动手轮，使分划板中心线移过的
条纹的个数，较为合适的是___(填选项前的字母).
A.1条 B.2条 C.5条 D.20条
[解析] 测量相邻红色亮条纹间的距离时，为了减小误差，转动手轮，使分划板
中心线移过的条纹的个数不能太多也不能太少，较为合适的是5条，故C正确.
√
(4) (2分)若分划板中心线移过的亮条纹个数为，移动距离为，双缝间距为 ，
双缝到屏的距离为，则待测光的波长为______(用、、、 表示).
[解析] 若分划板中心线移过的明条纹个数为，移动距离为 ，则相邻明条纹间
距为，根据相邻明条纹间距公式 ，联立可得待测光的波长为
.
3.(6分)某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示.
(1) (2分)为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中 为
滤光片，为______(选填“单缝”或“双缝”)， 为______(选填“单缝”或“双缝”).
单缝
双缝
[解析] 图中为滤光片，为单缝， 为双缝.
(2) 在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：
① (1分)观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝______
(选填“垂直”或“平行”)，从而使条纹变得清晰.
平行
[解析] 观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，使条纹变
得更清晰.
② (1分)要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向______
(选填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动.
靠近
[解析] 要想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距应减小，根据条纹间
距 可知，需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动.
(3) (2分)在实验前已获知的数据有双缝间的距离 和双缝与毛玻璃屏之间的距离
，通过测量头观察到第条亮条纹的读数为，观察到第 条亮条纹的读数为
，请写出计算该单色光波长的表达式 _ _______ .
[解析] 第条亮条纹的读数为，第条亮条纹的读数为 ，则条纹间距
，根据 ，可得 .
4.(6分)
(1) (3分)如图甲所示，小王同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中发现目镜
中干涉条纹与分划板的刻度线始终有一定的角度，下列操作可以使得分划板刻
度线与干涉条纹平行的是___(填选项前的字母).
A.仅拨动拨杆
B.仅旋转单缝
C.仅前后移动凸透镜
D.仅旋转毛玻璃处的测量头
[解析] 若要使得分划板刻度线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测量头即
可，故D正确.
√
(2) (3分)小王同学将分划板刻度线与干涉条纹调平行后，将测量头的分划板中
心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图
乙所示，手轮上的示数是______ .
50.15
[解析] 手轮上的示数是 .
5.(6分)［2024·浙江吴兴高级中学月考］ 在某次实验中,已知双缝到光屏的距离
是,双缝之间的距离是,单缝到双缝的距离是 .某同学在用
测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某一亮条纹
(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图甲所示,然后他转动测量头,使分划板
中心刻线对准第7条亮条纹的中心,这时手轮上的示数如图乙所示.这两次示数依
次为_______和_______ .由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波
长为______________ .
0.140
10.300
[解析] 由图知,,,则条纹间距 ,由条纹间
距公式 ,可得波长 .
6.(6分)［2024·广东培英中学高二期中］ “用双缝干涉测光的波长”的实验装置如
图所示，光源为白炽奵.
(1) (2分)下列说法正确的是___(填选项前的字母).
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.为了减小测量误差，可测出条亮纹中心间的距离 ，求出相邻两条亮纹间距
C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D.去掉滤光片后，干涉现象消失
√
[解析] 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，
故A错误；条亮纹之间有个间距，相邻条纹的间距为 ，故B正确；
根据条纹的宽度与单缝和双缝间的距离无关，所以将单缝向双缝移动之后，并
不影响条纹的宽度，故C错误；去掉滤光片后，入射光是复合光，而两列光相
干的条件是他们的频率相同，故能发生干涉现象，但条纹是彩色的，故D错误.
(2) (2分)按照正确的顺序安装好元件，调整后在光屏上观察到明暗相间的条纹.
将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时
手轮上的示数 .然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6
条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，_______ .已知单缝与
双缝间的距离为，双缝与屏的距离，双缝间距 .可得所
测光的波长为___________ .(结果保留两位有效数字)
13.870
[解析] 根据螺旋测微仪的读数规则，示数为
，根据双缝干涉实验的公式
，又有，联立代入数据解得 .
(3) (2分)若在目镜中观察到如图丙所示的情形.实验中其他操作无误，则此情形
下测得的单色光波长将______(选填“偏大”“不变”或“偏小”).
偏大
[解析] 在目镜中观察到如图所示的情形，会导致条纹间距测量偏大，由公式
可知，导致测量的单色光波长偏大.
7.(6分)［2024·平潭岚华中学月考］ 某同学在家里进行小实验，他先点燃蜡烛
将无色玻璃片熏黑，再用刀片在玻璃片上笔直划过，这样便得到了单缝和不同
间距双缝的缝屏.将所得到的缝屏以及激光笔、光屏等利用铁架台组装成图甲所
示的装置，用于研究光的衍射和干涉.
(1) (1分)某次实验时，在光屏上观察到如图乙所示的明暗相间的条纹，则该同
学所安装的缝屏是______(选填“单缝”或“双缝”)；
单缝
[解析] 图甲中，中央亮条纹较宽，而两侧亮条纹较窄，所以是单缝衍射图样.
(2) (3分)该同学利用装置进行双缝干涉实验时，在光屏上观察到的条纹如图丙
所示，由刻度尺读出、两亮纹间的距离_____ ；测得缝屏上双缝间的宽
度，双缝到光屏间的距离，则该激光的波长 ______
______ (结果保留3位有效数字)；
6.50
[解析] 刻度尺的分度值为，需要估读到，所以、 两亮纹间的
距离为.相邻条纹间距为，根据 可得该激
光的波长为 .
(3) (2分)为使光屏上观察到的条纹更密集，可采取的操作是___.(填选项前的字母)
A.换用双缝间距更大的缝屏
B.增大缝屏与光屏之间的距离
C.增大激光源与缝屏之间的距离
[解析] 为使光屏上观察到的条纹更密集，即减小，根据 可知，可采
取的操作是换用双缝间距更大的缝屏或减小缝屏与光屏之间的距离，而增大激
光源与缝屏之间的距离对 无影响.故选A.
√
【实验目的】 1.光的波长 2.微小距离
【实验原理与设计】 明暗相间,
【实验步骤】 1.,缝相互平行,遮光筒 2.干涉条纹
4.中心,读数,中心,反向旋转 5.波长
例1.（1）C （2）BD （3）,
例2.（1）D （2）11.1 （3）
随堂巩固
1.D 2.B
3.均可,均可,均
可
1.AB
2.（1）分划板中心线 （2）B （3）C （4）
3.（1）单缝,双缝 （2）①平行 ②靠近 （3）
4.（1）D （2）50.15
5.0.140,10.300,
6.（1）B （2）13.870, （3）偏大
7.（1）单缝 （2）6.50, （3）A
