第四章 第五节 用双缝干涉实验测定光的波长-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(粤教版)

5 第五节 用双缝干涉实验测定光的波长 刷基础 1 1.［浙江金华2024高二下期末］如图甲是用红光做“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置. 甲 乙 （1）观察到如图乙所示的干涉条纹，使分划板中心刻线与亮条纹中心对齐，移动 测量头进行测量，下列说法正确的是_____.（多选） AC A.该干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果 B.若去掉滤光片，将观察不到干涉条纹 C.若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，可以看到干涉条纹 D.若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动测量头即可 题型1 实验原理和注意事项 2 解析 该干涉条纹虽然倾斜,但中心刻线与亮条纹平行,不影响波长测量的结果,故A正确；若光源为 单色光源,去掉滤光片,仍能观察到干涉条纹,故B错误；若去掉单缝,用红色激光直接照射双缝,由于 激光相干性比较好,所以仍能看到干涉条纹,故C正确；若需得到竖直的条纹,需要逆时针转动单、 双缝和测量头,故D错误. 题型1 实验原理和注意事项 3 （2）在写实验报告时，要求将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动 目镜时所观察到的初、末两个视场区如图丙所示，你觉得____同学的图样不符合规范. 甲 丙 解析 实验中移动目镜时,分刻板中心刻线不应该移动,则甲同学的图样不符合规范. 题型1 实验原理和注意事项 4 （3）已知该装置中，双缝间距为，双缝到毛玻璃屏的距离为 ，将测量头的分划板中 心刻线与第1条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁 所示，读数为_____________________ _________；当分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图丁 所示，根据 以上数据，测得该光的波长约为___________ （保留两位有效数字）. 均可 丁 题型1 实验原理和注意事项 5 解析 分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐时的示数为 .分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时示数为 ,条纹间距 ,由相邻亮条纹的间距公式 ,解得光的波长 为 . 题型1 实验原理和注意事项 6 2.［广东华附、省实等四校2024高二下联考］现用如图甲所示的双缝干涉实验装置来测量光的波长. （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互______（填“垂直”或“平行”）放置. 平行 甲 解析 只有保证单缝和双缝互相平行,才能在屏上出现明暗相间的条纹. 题型1 实验原理和注意事项 7 （2）某次测量时，手轮上的示数如图乙所示，其示数为_______ . 0.820 乙 解析 由题图乙可知,其示数为 . 题型1 实验原理和注意事项 8 （3）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量 个亮条纹的间距 再求出 .下列实验采用了类似方法的为___. B A.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 B.“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量 C.“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量 解析 “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,合力的测量应用了等效替代法,故A错误； “用单摆测重力加速度”实验中，单摆周期的测量应用了放大测量取平均值,与本实验采用的方法 类似,故B正确；“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，弹簧形变量的测量应用了测多次取平 均值的方法,故C错误. 题型1 实验原理和注意事项 9 （4）若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为 ，如图丙所示，测得第1条暗条纹中心到第5条亮 条纹中心之间的距离为，则单色光的波长 ____. 丙 解析 由题意知,相邻亮条纹的间距,根据 可得 . 题型1 实验原理和注意事项 10 （5）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“变小”或 “不变”）；将单缝远离双缝，干涉条纹间距______（填“变大”“变小”或“不变”）；中央 亮纹最亮，中央亮纹宽度______（填“大于”“小于”或“等于”）其他亮纹宽度. 变大 不变 等于 解析 若改用频率较小的单色光照射,根据可知,单色光的波长将变长,由 ,可得干涉 条纹间距将变大；将单缝远离双缝,干涉条纹间距将不变；中央亮纹最亮,根据双缝干涉图样的特 点可知,中央亮纹宽度等于其他亮纹宽度. 题型1 实验原理和注意事项 11 关键点拨 光源、滤光片、单缝、双缝、光屏在光具座上可以从左向右排,也可以从右向左排,但任何两个元 件之间的顺序都不能颠倒;掌握螺旋测微器的读数方法,螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上 可动刻度读数,需要估读；掌握双缝干涉实验中相邻两条亮（暗）条纹间的距离公式 . 题型1 实验原理和注意事项 12 3.［辽宁沈阳重点高中郊联体2025高二上联考］某实验小组使用如图甲所示的装置测量某激光的 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 .激光经过双缝后投 射到光屏上的条纹如图乙所示. 甲 乙 （1）由刻度尺读出、两亮纹中心间的距离______ . 65.0 解析 刻度尺的分度值为,由刻度尺读出、两亮纹中心的位置分别为 、 ,则、两亮纹中心间的距离 . 题型1 实验原理和注意事项 13 （2）通过激光测距仪测量出双缝到光屏间的距离，已知 为相邻两亮条纹间的 距离，则该激光的波长_____________ .（结果保留3位有效数字） 解析 相邻两亮条纹间的距离,由 ,可得该激光的波长 . （3）如果在同样装置和参数下用绿色（波长在 左右）激光重新进行实验，相邻两亮条纹 中心间距会______（填“变大”“变小”或“不变”）. 变小 解析 如果用绿色激光重新进行实验,由于绿色激光的波长约为,由 可知,、 不变,则相邻两亮条纹中心间距会变小. 题型1 实验原理和注意事项 14 关键点拨 很小,直接测量时相对误差较大,通常测出条亮条纹间的距离 ,然后计算出相邻两条亮条纹间的 距离 . 题型1 实验原理和注意事项 15 4.［湖北武汉十一中2024高二上月考］洛埃德曾提出一种更简单的观察干涉的装置.如图所示，单 色光从单缝 射出，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.单缝通过平面镜成的像是 . （1）通过洛埃德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.如果将 视为其中的一个缝，则___相当于另一个缝. 解析 根据题图和双缝干涉原理可知,如果将视为其中的一个缝,则 相当于另一个缝. 题型2 实验创新 16 （2）实验中已知单缝到平面镜的竖直距离，单缝到光屏的距离 ，观测到 第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的距离为，则该单色光的波长_________ （结果保留一位有效数字）. 解析 第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的距离为 ,则相邻亮条纹间距为 ,等效双缝间的距离为 ,根据 双缝干涉条纹间距公式有 ,可得 . （3）以下操作能够增大光屏上相邻亮条纹之间的距离的是_____. AC A.将平面镜稍向上移动一些 B.将平面镜稍向右移动一些 C.将光屏稍向右移动一些 D.将光源由红色光改为绿色光 解析 根据双缝干涉条纹间距 可知,增大、减小、增大波长 能够增大光屏上相邻亮 条纹之间的距离,A、C正确,B、D错误. 题型2 实验创新 17 （4）实验表明，光从光疏介质射向光密介质在界面发生反射，在入射角接近 时，反射光与 入射光相比，相位有 的变化，称为“半波损失”.如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点 处是________（填“亮条纹”或“暗条纹”）. 暗条纹 解析 如果把光屏移动到和平面镜接触,入射角接近 时有半波损失,根据干涉规律可知,接触点 处是暗条纹. 题型2 实验创新 18 $$