2025-2026学年高二寒假假期作业实验专题：实验 用双缝干涉测量光的波长

高中物理选择性必修第一册假期作业 实验：用双缝干涉测量光的波长（实验专题）答案 1.答案　衍射(2分)　变长(2分) 解析　干涉图样的条纹宽度相等，衍射图样的条纹宽度不等、中央最宽。故甲应是衍射图样，乙是干涉图样。干涉图样中相邻两个明条纹的中心间距Δx＝λ，若将蓝光换成红光，则波长变长，因此条纹间距也变长。 2.答案　(1)A　(2)C　(3)BC 解析　(1)双缝干涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯灯光通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成线光源，再通过双缝形成相干光源。故M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝，故选A。 (2)分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，应转动测量头使其方向一致，故选C。 (3)根据双缝干涉的间距公式Δx＝λ，可知Δx由双缝的距离d、双缝到光屏的距离L和入射光的波长λ共同决定，而将滤光片向右平移，条纹间距不变，A错误；将双缝间的距离d减小，由Δx＝λ，知Δx增大，B正确；将滤光片由绿色换成红色，可知波长变大，则光屏上相邻两条暗条纹间的距离增大，C正确；n条亮条纹之间有n－1个间距，则相邻亮条纹的间距为Δx＝，D错误。 3.答案　(1)6.70(2分)　0.84(2分) (2)0.25(2分)　(3)增大(2分) 解析　(1)a、b两点间的距离 s＝10.70 cm－4.00 cm＝6.70 cm 两相邻暗纹中心间的距离与两相邻亮纹中心间的距离相等，为Δx＝≈0.84 cm (2)根据Δx＝λ 可得d＝＝ m＝2.5×10－4 m＝0.25 mm (3)由于λ绿<λ红 需要增大玻璃片到光屏的距离L。 4.答案　(1)BCD　(2)A　(3)2.05　(4) 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；测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B正确；n条亮条纹之间有n－1个间距，相邻两条亮条纹的间距Δx＝，故C正确；滤光片的作用是获得单色光，取下滤光片后，入射光为白光，光屏上将出现彩色的干涉条纹，故D正确。 (2)干涉条纹是明暗相间的等间距条纹，故A正确，B错误。 (3)游标卡尺读数为2 mm＋1×0.05 mm＝2.05 mm。 (4)相邻两亮条纹间距为，由干涉条纹与波长间的关系可知＝λ，解得λ＝。 5.答案　(1)7.870　(2)676　(3)BC 解析　(1)分划板中心刻线对准第4条明条纹中心时，读数x2＝7.5 mm＋37.0×0.01 mm＝7.870 mm (2)相邻明条纹中心的间距Δx＝，根据Δx＝λ，得这种光的波长为λ＝Δx≈676 nm (3)根据Δx＝λ知，要使条纹变稀疏，可以增大双缝到屏的距离、减小双缝间距、增大入射光的波长，故选B、C。 6.答案　(1)上　(2)5.007(5.006和5.008均可) (3)BD 解析　(1)发现筒的上壁照得很亮说明光线向上即观察端偏下，所以应将观察端向上调节； (2)螺旋测微器的固定刻度为5 mm，可动刻度为0.7×0.01 mm＝0.007 mm，所以最终读数为5 mm＋0.007 mm＝5.007 mm； (3)根据Δx＝可知，当红光分别通过距离为0.1 mm和0.2 mm的双缝时，双缝间的距离越大条纹间的距离越小，A错误，B正确；同理，当红光和紫光通过相同距离的双缝时，即l、d相同情况下，波长越长条纹间的距离越大，C错误，D正确。 7.答案　(1)A　(2)乙 解析　(1)相邻两个波峰之间的距离，即相邻两条亮条纹中心的间距，A正确； 根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，若下移光源，干涉条纹间距不变，B错误； 光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，即减小双缝与光传感器间距离，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，干涉条纹间距会减小，C错误； 减小双缝间距，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，干涉条纹间距增大，D错误。 (2)由Δx＝λ可知，波长越长条纹间距越大，故红光的图像是乙。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性必修第一册假期作业 实验：用双缝干涉测量光的波长（实验专题） 第一部分 实验过程 一、实验思路 1．实验原理 在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；l是双缝到屏的距离，可以测出，由公式Δx＝λ可知，只要再测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ＝Δx计算出入射光的波长。 2．物理量的测量 (1)l 的测量：用刻度尺测出。 (2)Δx 的测量：用测量头测出。 二、实验器材 如图所示为双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、目镜。另外，还有学生电源、导线、刻度尺等。 三、实验步骤 1．将光源、透镜、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，使灯丝正常发光。 3．调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。 4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的双缝干涉条纹。 5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。 6．测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx。 7．分别改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。 四、数据分析 1．安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。 2．使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，则相邻两亮条纹间距Δx＝。 3．用刻度尺测量双缝到屏间的距离l(d是已知的)。 4．重复测量、计算，求出波长的平均值。 五、误差分析 1．误差来源 由于光波的波长很小，双缝到光屏的距离l和条纹间Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大，是本实验误差的主要来源。 2．减少误差的方法 (1)l的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。 (2)Δx的测量：使用测量头测量，测出n条亮条纹间的距离a，则Δx＝，同样可以多测几次求平均值，进一步减小实验误差。 六、注意事项 1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。 2．滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。 3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。 4．安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直，间距大约5～10 cm。 5．常见问题的成因：照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。 6．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮条纹的中心。 第二部分 针对训练 1.利用图(a)所示的装置(示意图)，观察蓝光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图(b)中甲和乙两种图样。则甲应是________(选填“干涉”或“衍射”)图样。若将蓝光换成红光，干涉图样中相邻两个明条纹的中心间距________(选填“变长”“变短”或“不变”)。 2.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、目镜，如图所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为________。 A．滤光片、单缝、双缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是________。 A．仅转动透镜 B．仅转动手轮　C．仅转动测量头 (3)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离增大 B．若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 C．若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 D．为了减小测量误差，可用目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为Δx＝ 3.暑假期间小明利用图甲所示生活中的物品，测量了某型号刀片的厚度。 实验过程如下： ①点燃蜡烛，用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑； ②并齐捏紧两片刀片，在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕； ③如图乙所示，将激光光源和玻璃片固定在桌上，并将作为光屏的白纸固定在距离足够远的墙上。 ④打开激光光源，调整光源的高度并使激光沿水平方向射出，恰好能垂直入射在两划痕上，最终在白纸上出现明暗相间的干涉条纹。 请回答以下问题： (1)观察白纸上的干涉条纹如图丙所示。用刻度尺测出a、b两点间的距离为________cm，则两相邻暗纹中心之间的距离Δx＝________cm(计算结果保留两位小数)。 (2)测量玻璃片到光屏的距离L＝3.00 m，已知该红色激光的波长λ＝700 nm，利用公式求出双划痕间距d＝________ mm，即为刀片厚度(结果保留两位有效数字)。 (3)若采用绿色激光作为光源，要使条纹间距保持不变，则需要________(填“增大”或“减小”)玻璃片到光屏的距离。 4.如图甲，在进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按照要求安装在光具座上。然后接通电源使光源正常发光，在目镜中可以观察到清晰的干涉条纹。 (1)下列说法正确的是________。 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．测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝ D．若取下滤光片，屏上将出现彩色的干涉条纹 (2)该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为______(填“A”或“B”)。 (3)用20分度的游标卡尺测量双缝间距如图乙所示，双缝间距d＝______mm。 (4)图丙为实验得到的干涉条纹，用测量头测出了第1条和第6条亮条纹中心间的距离为Δx，已知双缝到光屏的距离为l，则所测单色光波长的计算式为λ＝____(用题中所给的字母表示)。 5.“用双缝干涉测光的波长”实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100 mm，双缝与屏的距离L2＝700 mm，双缝间距d＝0.25 mm。用测量头来测量明条纹中心间的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准明条纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条明条纹的中心，记下此时手轮上的读数。 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条明条纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1＝2.190 mm，对准第4条时读数x2＝________ mm； (2)根据以上条件，可算出这种光的波长λ＝________ nm；(保留三位有效数字) (3)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹变稀疏的是________________________________________________________________________。 A．改用波长较短的光(如紫光)作为入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减小双缝间距 D．增大双缝间距 6.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中 (1)(3分)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向________(填“上”或“下”)调节； (2)(3分)某次测量时双缝间距如图所示，则读数为________mm； (3)(3分)几位同学实验时，有的用距离为0.1 mm的双缝，有的用距离为0.2 mm的双缝；同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片进行了观察，如图选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是________(已知红光波长大于紫光的波长)。 7.用光传感器进行双缝干涉的实验。 (1)下列关于本实验的操作与叙述正确的是________； A．干涉图像中相邻两个波峰之间的距离，即相邻两条亮条纹中心的间距 B．双缝挡板不动，下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，则干涉条纹间距减小 C．光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，则干涉条纹间距不变 D．减小双缝间距，干涉条纹间距也减小 (2)在不改变双缝的间距和双缝到光传感器的距离的前提下，用红光和绿光做了两次实验，下图中的甲、乙分别对应这两次实验得到的干涉图像，红光的图像是________(填“甲”或“乙”)。 学科网（北京）股份有限公司 $