4. 实验:用双缝干涉测量光的波长(同步讲义)物理人教版选择性必修第一册
2026-06-01
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 4. 实验:用双缝干涉测量光的波长 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 双缝干涉 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.04 MB |
| 发布时间 | 2026-06-01 |
| 更新时间 | 2026-06-01 |
| 作者 | 红外线 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-06-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58144606.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“用双缝干涉测量光的波长”实验,系统梳理实验原理(Δx = Lλ/d)、器材(光具座、双缝干涉仪等)及步骤,通过知识梳理搭建基础,重难探究深化数据处理与误差分析,形成从原理理解到实验操作的完整学习支架。
该资料以科学探究为主线,通过探究导入与归纳培养科学思维(如累积法测条纹间距),典例与训练结合提升科学论证能力,强调仪器规范使用与误差控制培养科学态度。课中辅助教师突破重难点,课后自测与提升练帮助学生巩固知识,查漏补缺。
内容正文:
4. 波实验:用双缝干涉测量光的波长
【知识梳理】 1
一、 实验原理 1
二、 实验器材 2
三、 实验步骤 2
【重难探究】 3
探究1 探究实验数据处理 3
探究2 探究注意事项与误差分析 5
【课堂自测·基础练】 9
【素养进阶·提升练】 18
【知识梳理】
知识点1 实验原理:
如图所示,两缝之间的距离为d,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略。
两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=l.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距:Δx=λ。若已知双缝间距,再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx,就可以求得光波的波长。
知识点2 实验器材:
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、测量头;另外,还有学生电源、导线、刻度尺等。
知识点3 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,如图所示。
(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。
【重难探究】
探究1 探究数据处理
【探究导入】
(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,两条纹间距为a=|a2-a1|,则相邻两条亮条纹间的距离Δx==。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。
(4)重复测量、计算,然后利用公式λ=Δx,求出波长的平均值。
【探究归纳】“用双缝干涉测量光的波长” 实验,是通过测量双缝到光屏的距离、双缝间距及相邻干涉条纹间距,再利用公式λ= (Δx·d)/L计算出光的波长,核心是通过精确测量条纹间距来推导光的波长,验证光的波动性。
【典例赏析】
[例1] 物理兴趣小组的同学们用双缝干涉测量光的波长,实验装置如图甲所示。
(1)图甲中,B是 (选填“单缝”或“双缝”);
(2)当分划板的中心刻线对准某亮条纹中心时示数如图乙所示,其读数为 mm;
(3)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测量得知相邻两条亮条纹中心之间的距离为,则单色光的波长 。(用d、l、表示)
【答案】(1)双缝
(2)7.869/7.870/7.871
(3)
【详解】(1)根据实验器材的正确安装顺序可知A处为单缝,B处为双缝;
(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为x=7.5mm+37.0×0.01mm=7.870mm
(3)根据
可得
【针对训练】
1..在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图所示,并选用缝间距d=0.2 mm的双缝片。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝片间的距离L=700 mm。接通电源使光源正常工作。
(1)M、N、P三个光学元件依次为____。
A.滤光片、单缝片、双缝片
B.滤光片、双缝片、单缝片
C.偏振片、单缝片、双缝片
D.双缝片、偏振片、单缝片
(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示,图中的数字是该同学给各暗条纹的编号,此时图乙中游标卡尺上的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙所示,此时图丁中游标卡尺上的读数x2=____mm。
(3)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻亮条纹(或暗条纹间)的距离Δx,进而计算得到这种色光的波长λ=____nm。
(4)一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,如图所示。若要使两者对齐,该同学应如何调节____。
A.仅左右转动透镜 B.仅旋转滤光片
C.仅拨动拨杆 D.仅旋转测量头
【答案】(1)A (2)15.02 (3)660 (4)D
【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,所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光,再经过单缝形成相干光,再通过双缝形成干涉条纹。故M、N、P依次为滤光片、单缝片、双缝片。
(2)图丙中,游标卡尺的主尺读数为15 mm,游标读数为0.02 mm×1=0.02 mm,所以最终读数为x2=15.02 mm。
(3)两个相邻明纹(或暗纹)间的距离
Δx==mm=2.31 mm,
根据Δx=λ,得:λ==m=6.6×10-7m=660nm。
(4)旋转测量头,分划板竖线随之旋转,可使分划板竖线与亮条纹对齐,故D正确。
2.某同学用如图所示装置测某单色光的波长。他测得双缝到屏的距离l=800.0mm,双缝间距d=0.20mm。转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,此时50分度游标卡尺的读数为12.32mm;继续转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时,游标卡尺的读数为24.32mm;由以上数据可得,该单色光波长的测量值为λ= m(结果保留两位有效数字)
【答案】6.0×10-7
【详解】第1条亮条纹的中心到第6条亮条纹的中心的距离为5个间距,可得
由双缝干涉的条纹间距公式,可得波长为
探究2 探究注意事贰与误差分析
【探究归纳】
1.误差分析
测条纹间距Δx带来的误差
(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。
(2)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。
(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确。
(4)利用“累积法”测n条亮纹间距,再求Δx=,并且采用多次测量求Δx的平均值的方法进一步减小误差。
2.注意事项
(1)双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,要轻拿轻放, 不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。
(2)安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在
同一条轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直。
(3)光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。
(4)实验中会出现屏上的光很弱的情况,主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系
【典例赏析】
【例2】某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,所用的实验装置如图甲所示。
(1)图甲2处固定的元件是 (填“A.单缝”“B.双缝”或“C.滤光片”);
(2)本实验为减小误差,并未直接测量相邻亮条纹间的距离,而是先测量数条亮条纹间的距离,再求出相邻亮条纹间的距离。下列实验方法类似的是___________(填标号);
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.“用单摆测量重力加速度的大小”实验中单摆周期的测量
C.卡文迪许在扭秤实验中,测量引力常量
(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,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,记下此时图乙中手轮上的示数为 mm;
(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值 实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)A
(2)B
(3)13.870
(4)大于
【详解】(1)图甲1处是滤光片,2处固定的元件是单缝,3是双缝,选A单缝;
(2)A.为了减小误差,该实验并未直接测量相邻亮条纹的距离,而是先测量条亮条纹间距再求出相邻亮条纹间距,这种方法是微量累积法。“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量是采用等效代替法,A错误;
B.“用单摆测重力加速度”的实验中单摆周期的测量,因为一次全振动时间很小,所以采用测量次全振动的时间再求一次全振动时间,是采用微量累计法,B正确;
C.卡文迪许在扭秤实验中,把引力效果放大,测量引力常量,是采用微量放大法,C错误。
故选B。
(3)图丙中固定刻度读数为,可动刻度读数为,二者相加为。
(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,则会导致测得的条纹间距偏大,根据
可知测量的偏大。
【针对训练】
3.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列操作正确的是( )
A.光源的线状灯丝应与单缝垂直
B.滤光片应加在单缝与双缝之间
C.应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离
D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节
【答案】C
【详解】A.光源的线状灯丝应与单缝平行,故A错误;
B.滤光片的作用是将复色光变为单色光,单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光,因此滤光片应该放在单缝之前,故B错误;
C.为了减小误差,应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离,故C正确;
D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应旋转测量头,分划板竖线随之旋转,可使干涉条纹与分划板竖线平行,故D错误。
故选C。
4.何同学利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示,单色光在双缝与毛玻璃之间发生干涉,在目镜中可观察到干涉条纹。
为了增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,该同学可以更换间距_________的双缝。填“更大”或“更小”
观察到的干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准位置,手轮的读数记作;继续转动手轮,使分划板中心刻线对准,手轮的示数如图丙所示,此时手轮的读数为_________,此读数记作。
已知双缝间距为,双缝到屏的距离为,则待测光的波长为_________。用题中物理量符号表示
下列实验操作可能使波长的测量结果偏大的是_________。
A.双缝间距的测量值偏小
B.相邻亮条纹间距偏大
C.双缝到毛玻璃之间的距离的测量值偏大
【答案】 更小;;;。
【解析】
根据相邻亮条纹间距公式 可知,要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可以更换间距 更小的双缝;
图丙中固定刻度读数为 ,可动刻度读数为 ,所以最终读数为 ;
由图乙知: ,结合相邻亮条纹间距公式 ,可得: ;
根据 可知,波长为 ,
A. 如果双缝间距 的测量值偏小,则波长的测量结果偏小,故 A 错误;
B. 如果相邻亮条纹间距 偏大,则波长的测量结果偏大,故 B 正确。
C. 如果双缝到毛玻璃之间的距离 的测量值偏大,则波长的测量结果偏小,故 C 错误。
【课堂自测·基础练】
1.如图所示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置,从左到右依次放置①光源、②滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是( )
A.③、④分别是双缝、单缝
B.减小④和⑥之间的距离,可以增大相邻暗条纹间的距离
C.仅换用频率更小的单色光,观察到的条纹变宽
D.测出条亮条纹间的距离为,则相邻两条亮条纹间距为
【答案】C
【详解】A.③、④分别是单缝、双缝,故A错误;
B.根据
可知,将双缝到屏之间的距离L减小,则光屏上相邻暗条纹中心的距离减小,故B错误;
C.仅换用频率更小的单色光,波长变大,观察到的条纹变宽,故C正确;
D.条亮条纹间的距离为,则相邻两条亮条纹间距
故D错误。
故选C。
2.某同学利用“双缝干涉实验”测量光的波长,在毛玻璃上看到了清晰的明暗相间的单色条纹,只不过发现里面的亮条纹与分划板竖线不平行,如图所示,若要使两者平行对齐,该同学应如何调节( )
A.上下拨动拨杆 B.左右拨动拨杆
C.转动手轮 D.转动测量头
【答案】D
【详解】发现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。
故选D。
3.如图所示的实验装置中,单色线光源S垂直纸面水平放置,平面镜水平放置在桌面上。单色线光源S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上,一部分通过平面镜反射后再入射到光屏上,下列说法正确的是( )
A.由于光源在镜子上方,因此光屏上不能呈现条纹
B.光屏上的条纹会与水平面平行,这是光的衍射现象
C.将光屏沿水平方向远离线光源S,相邻条纹间距减小
D.将线光源S沿竖直方向靠近平面镜,相邻条纹间距增大
【答案】D
【详解】A.根据光的反射,可知通过水平放置的平面镜反射的光可等效为光源在平面镜中所成的虚像发出的光,即可以将光源和其虚像等效为双缝干涉中的双缝,即类似于双缝干涉装置,故能在平面镜观察到与平面镜镜面平行的干涉条纹,属于光的干涉现象,故A错误;
B.以上分析可知,光屏上的条纹会与平面镜镜面平行,属于光的干涉现象,故B错误;
C.根据双缝干涉条纹间距公式
将光屏沿水平方向远离线光源,相当于增大了L,故相邻条纹间距变大,故C错误;
D.将线光源沿竖直方向靠近平面镜,相当于减小了d,故相邻条纹间距增大,故D正确。
故选 D。
4.如图所示为双缝干涉的实验装置,图中有四个光学元件的名称空缺,关于它们的名称正确的是( )
A.①单缝 ②滤光片 ③双缝 B.①凸透镜 ②单缝 ③双缝
C.②凸透镜 ③双缝 ④遮光筒 D.①滤光片 ②双缝 ③遮光筒
【答案】B
【分析】本题考查双缝干涉实验,要知道每个元件的作用,本题如果光源使用激光,可以直接照射双缝,就能观察到干涉条纹了。因为激光的相干性非常好。
如果所提供光源不是单色光,为了获得单色光的双缝干涉条纹,还需要使用滤光片。
【详解】双缝干涉实验中,如果提供的是单色光源,则①为凸透镜,作用是点光源发出的发散光变为平行光;②为单缝,因为普通光源的相干性很差因为原子发光的情况各不相同,如果直接照到双缝上的话是看不到干涉条纹的,先让其经过一单缝,使从单缝出发的光变为相干光因为是从同一个线光源上发出的,所以振动情况相同,这样才能在光屏上看到条纹,所以单缝的作用就是获取线光源;③为双缝,④为遮光筒。
故选B。
5.(多选)下列实验中,说法正确的是( )
A.图1中a位置为单缝,b位置为双缝
B.油膜法估测油酸分子直径实验中,计算每滴溶液体积时,1mL的溶液滴数多数了几滴可能导致计算结果偏大
C.用单摆测量重力加速度实验中,描点得到如图2所示周期的平方T2和对应摆长l的图像,可能是误将绳长记为摆长l
D.图2中实验得到的直线尽管没有过原点,但仍可以得到当地的重力加速度大小
【答案】CD
【详解】A.图1中a位置为单缝,b位置为光屏,故A错误;
B.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多记了几滴,则计算得出的一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏小,根据可知,油酸分子直径的计算结果将偏小,故B错误;
C.根据单摆公式有
解得
若将绳长记为摆长l,则实际摆长为
则有
当l=0时
符合要求,故C正确;
D.图2中实验得到的直线方程为
由图中数据可以求出斜率,又图像中的斜率为
故可以求出当地的重力加速度大小,故D正确。
故选CD。
6.(多选)用如图所示的装置进行双缝干涉实验,分别使用红光和绿光作为光源,下列说法正确的是( )
A.①是双缝,②是单缝
B.仅减小①和②的距离,观察到的干涉条纹间距变小
C.其他条件相同时,红光的干涉条纹间距大于绿光条纹间距
D.测出n条亮条纹间的距离为a,则相邻两条亮条纹间距为
【答案】CD
【详解】A.①是单缝,②是双缝,故A错误;
BC.由可知,条纹间距与①和②的距离无关,红光的波长大于绿光,故红光条纹间距更大,B错误,C正确;
D.相邻条纹间距应为,故D正确。
故选CD。
7.某同学利用图1所示装置测量红光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹,回答下列问题∶
(1)已知双缝间距d=2.4×10-4m,双到屏的距离L=0.7m,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐,其示数分别如图2所示,第1条时读数为 mm,测得两相邻亮条纹间距离∆x= mm,由以上数据可求得该光的波长为 nm(后两空保留3位有效数字)
(2)关于本实验,下列说法正确的是
A.若将单缝向左移动少许,条纹间距变大
B.撤掉滤光片,光屏上将看不到干涉图样
C.为了得到清晰的干涉图样,单缝和双缝需垂直放置
D.使用间距更大的双缝,目镜中观察到的条纹个数增多
【答案】(1) 0.362/0.361/0.364/0.363 1.95/1.93/1.94/1.96/1.97 662~676
(2)D
【详解】(1)[1]由图2可得,第1条时读数为
[2]由图2可得,第2条时读数为
则两相邻亮条纹间距离
[3]根据
代入数据,解得
(2)A.若将单缝向左移动少许,条纹间距不变,故A错误;
B.撤掉滤光片,光屏上可能出现彩色的干涉图样,故B错误;
C.为了得到清晰的干涉图样,单缝和双缝需平行放置,故C错误;
D.使用间距更大的双缝,根据可知,相邻亮条纹间距减小,目镜中观察到的条纹个数增多,故D正确。
故选D。
8.利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具座上先放置单缝b和双缝c,再放置滤光片a,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。
(2)如图所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行 。
A.仅旋转双缝 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
(3)实验中已知双缝间的距离d=0.4mm,双缝到光屏的距离L=1.6m,某种单色光照射双缝时,用测量头测量条纹间的宽度:先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,此时手轮上的示数如图甲所示为2.332mm;然后同方向转动手轮,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为 mm,则这种单色光的波长为 m(最后一空结果保留两位有效数字)。
(4)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮条纹中心间距 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 D 15.325/15.324/15.326 减小
【详解】(2)[1]若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行,则仅旋转毛玻璃处的测量头即可。
故选D。
(3)[2]由题图乙可知示数为
[3]根据
可得
(4)[4] 若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则波长减小,根据
可知,相邻亮条纹中心间距减小。
9.小明同学用双缝干涉装置测量某种单色光的波长。
(1)在光具座上放置的光学元件如图甲所示,其中滤光片应该装在单缝 (选填“前”或“后”)。
(2)从屏上观察到干涉条纹,转动测量头的手轮,当分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中心时,手轮的读数x1=1.002mm;继续转动手轮,当分划板中心刻线对准第4条亮条纹的中心时,手轮的读数如图乙所示,x2= mm。
(3)已知双缝间距为d,双缝到屏的距离为l,则单色光的波长为 (用题中所给的字母表示)。
(4)若仅增大双缝与屏的间距,则相邻两亮条纹间距 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)前
(2)9.811/9.812/9.813
(3)
(4)变大
【详解】(1)若滤光片安装在单缝后,单缝已经让非单色光通过,此时不同波长的光已经开始有不同的传播情况,再滤光也难以保证良好的相干性和清晰的干涉效果,故滤光片应该装在单缝前。
(2)由图乙可知
(3)相邻两条亮条纹中心间的距离为
又
解得
(4)根据可知,若仅增大双缝与屏的间距,即增大,则相邻两亮条纹间距变大。
10.如图甲,在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒,使他们的中心在同一水平线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离,双缝与屏的距离,双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。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亮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亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。问:
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互 放置(填“垂直”或“平行”)。
(2)下列说法正确的是
A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
(3)分划板的中心刻线分别对准第1条(丙图左)和第7条(丙图右)亮纹的中心时,手轮上的读数如图丙所示,则对准第1条时读数: mm;对准第7条时读数为。
(4)写出计算波长的表达式: 。(用题中出现的字母表示)
【答案】(1)平行
(2)AB
(3)0.894mm/0.895mm/0.896mm
(4)
【详解】(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
(2)A.根据 可知,在其它条件不变的情况下,减小L,条纹间距变窄,故A正确;
B.在其它条件不变的情况下,将滤光片由蓝色的换成红色的,则波长变大,故干涉条纹间距变宽,故B正确;
C.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;
D.去掉滤光片后,入射光是复合光,而两列光相干的条件是频率相同,故能发生干涉现象,但条纹是彩色的,故D错误。
故选AB。
(3)x1=0.5mm+39.5×0.01mm=0.895mm
(4)根据
波长
【点睛】
11.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,已知双缝间的距离为d。
(1)若测定绿光的波长,应选用 色的滤光片。
(2)已知双缝到光屏之间的距离L=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动手轮,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示,则A位置读数为 mm,入射光的波长λ= m(结果保留两位有效数字)。
(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有________。
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝间距
【答案】(1)绿
(2) 11.1 6.4×10-7
(3)AB
【详解】(1)由于测量绿光的波长,因此应用绿色滤光片。
(2)[1]游标卡尺读数精确度为0.1mm,A位置主尺读数为11mm,游标尺读数为1,读数为x1=11mm+1×0.1mm=11.1mm;
[2]同理B位置读数为x2=15.6mm,则条纹间距mm
根据
解得=6.4×10-7m
(3)由可知,要增大条纹间距,可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离。
故选AB。
12.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)手轮上示数如图乙,则此读数为 。
(2)下列说法正确的是________
A.实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝,使单缝和双缝相互平行
B.实验中还需测出单缝到光屏的距离
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距变大
D.若将红色滤光片换成绿色滤光片,则相邻两亮条纹中心的距离将减小
(3)某次测量时,选用的双缝的间距为,测得屏与双缝间的距离为,第1条暗条纹中心到第4条暗条纹中心之间的距离为。则所测单色光的波长为 (结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)//
(2)AD
(3)
【详解】(1)手轮为螺旋测微器,固定刻度读数为,可动刻度读数为
所以总读数为
(2)A.实验中必须调整单缝和双缝相互平行,这样才能得到清晰的干涉条纹,A正确;
B.根据双缝干涉条纹间距公式
实验中需测双缝到光屏的距离,不是单缝到光屏的距离,B错误;
C.双缝干涉条纹间距与单缝到双缝的距离无关,将单缝向双缝移动一小段距离,干涉条纹间距不变,C错误;
D.绿色光的波长比红色光短,根据
将红色滤光片换成绿色滤光片,相邻两亮条纹中心的距离将减小,D正确。
故选AD。
(3)首先计算相邻暗条纹的间距
根据双缝干涉条纹间距公式
可得
代入数据得
【素养进阶·提升练】
1.(2025·甘肃平凉·模拟预测)如图甲所示,用某单色光照射双缝,在双缝后的屏上形成明暗相间的干涉条纹。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条亮条纹中心时,手轮上的读数为x1=2.145mm,当分划板中心刻线对齐第9条亮条纹中心时,手轮上的读数为x2=21.745mm。已知双缝之间的距离为d=0.200mm,双缝到屏的距离为L=0.800m,则单色光的波长约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心时,手轮上的读数为x1=2.145mm,当分划板中心刻线对齐第9条亮条纹中心时,手轮上的读数为x2=21.745mm,则条纹间距为
根据条纹间距公式
则单色光的波长为,代入数据可得
故选C。
2.(2024·江西·高考真题)(多选)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是( )
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小,测量头中观察到的条纹数目内越多
【答案】BC
【详解】A.进行双缝干涉测光的波长实验,光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件,故A错误;
B.透镜的作用是使光更集中,故B正确;
C.单缝的作用是获得线光源,故C正确;
D.根据条纹间距公式可知双缝间距越小,相邻亮条纹的间距较大,测量头中观察到的条纹数目内越少,故D错误。
故选BC。
3.(2024·河北·高考真题)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1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
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 (填“红光”或“绿光”)。
【答案】绿光
【详解】根据,可得
由图表带入数据可知
故
则
已知绿光的波长小于红光波长,则单色光1是绿光。
4.(2024·广东·高考真题)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz,则小车的加速度大小为 (结果保留3位有效数字)。
(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm。
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏,装上单缝、双缝和测量头。调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
【答案】(1) 平衡摩擦力 2.86
(2)4.108
(3) 光源 干涉条纹
【详解】(1)[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力;
[2]小车的加速度大小
(2)游标卡尺读数为
41mm+4×0.02mm=41.08mm=4.108cm
(3)[1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏,遮光筒不可调节,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮,取下光屏,装上、双缝和测量头,调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。
5.(2025·北京·高考真题)(1)下列实验操作,正确的是________(填选项前的字母)。
A.用单摆测重力加速度时,在最高点释放摆球并同时开始计时
B.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时,使用多用电表的交流电压挡测电压
C.用多用电表测电阻前应先把两表笔短接,调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
(2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。
①双缝应该放置在图1中 处(填“A”或“B”)。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为 。
(3)某电流表出现故障,其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障,两表笔接时表头指针不偏转,接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________(填选项前的字母)。
A.表头断路 B.电阻断路 C.电阻断路
【答案】(1)B
(2) B 3.185(3.183~3.187)
(3)C
【详解】(1)A.最高点小球速度为0,有加速过程造成摆动不明显,计时不准确,摆球在最低点速度最快,因此需要在最低点开始计时,A错误;
B.变压器原、副线圈上为交变电压,使用多用电表的交流电压挡测量,B正确;
C.用多用电表测电阻之前需要先进行机械调零,之后选择合适的倍率,然后将红黑表笔短接,进行欧姆调零,C错误。
故选B。
(2)[1]双缝应置于单缝后边,因此A为单缝,B为双缝;
[2]螺旋测微器读数为
(3)A.表头断路,表笔连任意两端,电流都无法通过表头,均不发生偏转,A错误;
B.电阻断路,连接A、B时,电流通过表头和与欧姆挡构成闭合回路,表头偏转,B错误;
C.电阻断路,连接A、B时,电流无法通过表头和与欧姆挡构成闭合回路,表头不偏转;连接A、C和B、C均能与欧姆挡构成闭合回路,表头发生偏转,C正确。
故选C。
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4. 波实验:用双缝干涉测量光的波长
【知识梳理】 1
一、 实验原理 1
二、 实验器材 2
三、 实验步骤 2
【重难探究】 3
探究1 探究实验数据处理 3
探究2 探究注意事项与误差分析 5
【课堂自测·基础练】 9
【素养进阶·提升练】 18
【知识梳理】
知识点1 实验原理:
如图所示,两缝之间的距离为d,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略。
两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=l.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距:Δx=λ。若已知双缝间距,再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx,就可以求得光波的波长。
知识点2 实验器材:
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、测量头;另外,还有学生电源、导线、刻度尺等。
知识点3 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,如图所示。
(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。
【重难探究】
探究1 探究数据处理
【探究导入】
(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,两条纹间距为a=|a2-a1|,则相邻两条亮条纹间的距离Δx==。
(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l(d是已知的)。
(4)重复测量、计算,然后利用公式λ=Δx,求出波长的平均值。
【探究归纳】“用双缝干涉测量光的波长” 实验,是通过测量双缝到光屏的距离、双缝间距及相邻干涉条纹间距,再利用公式λ= (Δx·d)/L计算出光的波长,核心是通过精确测量条纹间距来推导光的波长,验证光的波动性。
【典例赏析】
[例1] 物理兴趣小组的同学们用双缝干涉测量光的波长,实验装置如图甲所示。
(1)图甲中,B是 (选填“单缝”或“双缝”);
(2)当分划板的中心刻线对准某亮条纹中心时示数如图乙所示,其读数为 mm;
(3)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测量得知相邻两条亮条纹中心之间的距离为,则单色光的波长 。(用d、l、表示)
【针对训练】
1..在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图所示,并选用缝间距d=0.2 mm的双缝片。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝片间的距离L=700 mm。接通电源使光源正常工作。
(1)M、N、P三个光学元件依次为____。
A.滤光片、单缝片、双缝片
B.滤光片、双缝片、单缝片
C.偏振片、单缝片、双缝片
D.双缝片、偏振片、单缝片
(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示,图中的数字是该同学给各暗条纹的编号,此时图乙中游标卡尺上的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙所示,此时图丁中游标卡尺上的读数x2=____mm。
(3)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻亮条纹(或暗条纹间)的距离Δx,进而计算得到这种色光的波长λ=____nm。
(4)一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,如图所示。若要使两者对齐,该同学应如何调节____。
A.仅左右转动透镜 B.仅旋转滤光片
C.仅拨动拨杆 D.仅旋转测量头
2.某同学用如图所示装置测某单色光的波长。他测得双缝到屏的距离l=800.0mm,双缝间距d=0.20mm。转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第1条亮条纹的中心,此时50分度游标卡尺的读数为12.32mm;继续转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时,游标卡尺的读数为24.32mm;由以上数据可得,该单色光波长的测量值为λ= m(结果保留两位有效数字)
探究2 探究注意事贰与误差分析
【探究归纳】
1.误差分析
测条纹间距Δx带来的误差
(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。
(2)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。
(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确。
(4)利用“累积法”测n条亮纹间距,再求Δx=,并且采用多次测量求Δx的平均值的方法进一步减小误差。
2.注意事项
(1)双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,要轻拿轻放, 不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。
(2)安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在
同一条轴线上,并使单缝、双缝平行且竖直。
(3)光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近。
(4)实验中会出现屏上的光很弱的情况,主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关系
【典例赏析】
【例2】某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,所用的实验装置如图甲所示。
(1)图甲2处固定的元件是 (填“A.单缝”“B.双缝”或“C.滤光片”);
(2)本实验为减小误差,并未直接测量相邻亮条纹间的距离,而是先测量数条亮条纹间的距离,再求出相邻亮条纹间的距离。下列实验方法类似的是___________(填标号);
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.“用单摆测量重力加速度的大小”实验中单摆周期的测量
C.卡文迪许在扭秤实验中,测量引力常量
(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,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,记下此时图乙中手轮上的示数为 mm;
(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值 实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【针对训练】
3.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列操作正确的是( )
A.光源的线状灯丝应与单缝垂直
B.滤光片应加在单缝与双缝之间
C.应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离
D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节
4.何同学利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示,单色光在双缝与毛玻璃之间发生干涉,在目镜中可观察到干涉条纹。
为了增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,该同学可以更换间距_________的双缝。填“更大”或“更小”
观察到的干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准位置,手轮的读数记作;继续转动手轮,使分划板中心刻线对准,手轮的示数如图丙所示,此时手轮的读数为_________,此读数记作。
已知双缝间距为,双缝到屏的距离为,则待测光的波长为_________。用题中物理量符号表示
下列实验操作可能使波长的测量结果偏大的是_________。
A.双缝间距的测量值偏小
B.相邻亮条纹间距偏大
C.双缝到毛玻璃之间的距离的测量值偏大
【课堂自测·基础练】
1.如图所示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置,从左到右依次放置①光源、②滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是( )
A.③、④分别是双缝、单缝
B.减小④和⑥之间的距离,可以增大相邻暗条纹间的距离
C.仅换用频率更小的单色光,观察到的条纹变宽
D.测出条亮条纹间的距离为,则相邻两条亮条纹间距为
2.某同学利用“双缝干涉实验”测量光的波长,在毛玻璃上看到了清晰的明暗相间的单色条纹,只不过发现里面的亮条纹与分划板竖线不平行,如图所示,若要使两者平行对齐,该同学应如何调节( )
A.上下拨动拨杆 B.左右拨动拨杆
C.转动手轮 D.转动测量头
3.如图所示的实验装置中,单色线光源S垂直纸面水平放置,平面镜水平放置在桌面上。单色线光源S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上,一部分通过平面镜反射后再入射到光屏上,下列说法正确的是( )
A.由于光源在镜子上方,因此光屏上不能呈现条纹
B.光屏上的条纹会与水平面平行,这是光的衍射现象
C.将光屏沿水平方向远离线光源S,相邻条纹间距减小
D.将线光源S沿竖直方向靠近平面镜,相邻条纹间距增大
4.如图所示为双缝干涉的实验装置,图中有四个光学元件的名称空缺,关于它们的名称正确的是( )
A.①单缝 ②滤光片 ③双缝 B.①凸透镜 ②单缝 ③双缝
C.②凸透镜 ③双缝 ④遮光筒 D.①滤光片 ②双缝 ③遮光筒
5.(多选)下列实验中,说法正确的是( )
A.图1中a位置为单缝,b位置为双缝
B.油膜法估测油酸分子直径实验中,计算每滴溶液体积时,1mL的溶液滴数多数了几滴可能导致计算结果偏大
C.用单摆测量重力加速度实验中,描点得到如图2所示周期的平方T2和对应摆长l的图像,可能是误将绳长记为摆长l
D.图2中实验得到的直线尽管没有过原点,但仍可以得到当地的重力加速度大小
6.(多选)用如图所示的装置进行双缝干涉实验,分别使用红光和绿光作为光源,下列说法正确的是( )
A.①是双缝,②是单缝
B.仅减小①和②的距离,观察到的干涉条纹间距变小
C.其他条件相同时,红光的干涉条纹间距大于绿光条纹间距
D.测出n条亮条纹间的距离为a,则相邻两条亮条纹间距为
7.某同学利用图1所示装置测量红光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹,回答下列问题∶
(1)已知双缝间距d=2.4×10-4m,双到屏的距离L=0.7m,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐,其示数分别如图2所示,第1条时读数为 mm,测得两相邻亮条纹间距离∆x= mm,由以上数据可求得该光的波长为 nm(后两空保留3位有效数字)
(2)关于本实验,下列说法正确的是
A.若将单缝向左移动少许,条纹间距变大
B.撤掉滤光片,光屏上将看不到干涉图样
C.为了得到清晰的干涉图样,单缝和双缝需垂直放置
D.使用间距更大的双缝,目镜中观察到的条纹个数增多
8.利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具座上先放置单缝b和双缝c,再放置滤光片a,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。
(2)如图所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行 。
A.仅旋转双缝 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
(3)实验中已知双缝间的距离d=0.4mm,双缝到光屏的距离L=1.6m,某种单色光照射双缝时,用测量头测量条纹间的宽度:先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,此时手轮上的示数如图甲所示为2.332mm;然后同方向转动手轮,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为 mm,则这种单色光的波长为 m(最后一空结果保留两位有效数字)。
(4)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮条纹中心间距 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
9.小明同学用双缝干涉装置测量某种单色光的波长。
(1)在光具座上放置的光学元件如图甲所示,其中滤光片应该装在单缝 (选填“前”或“后”)。
(2)从屏上观察到干涉条纹,转动测量头的手轮,当分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中心时,手轮的读数x1=1.002mm;继续转动手轮,当分划板中心刻线对准第4条亮条纹的中心时,手轮的读数如图乙所示,x2= mm。
(3)已知双缝间距为d,双缝到屏的距离为l,则单色光的波长为 (用题中所给的字母表示)。
(4)若仅增大双缝与屏的间距,则相邻两亮条纹间距 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.如图甲,在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒,使他们的中心在同一水平线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离,双缝与屏的距离,双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。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亮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亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。问:
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互 放置(填“垂直”或“平行”)。
(2)下列说法正确的是
A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
(3)分划板的中心刻线分别对准第1条(丙图左)和第7条(丙图右)亮纹的中心时,手轮上的读数如图丙所示,则对准第1条时读数: mm;对准第7条时读数为。
(4)写出计算波长的表达式: 。(用题中出现的字母表示)
11.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,已知双缝间的距离为d。
(1)若测定绿光的波长,应选用 色的滤光片。
(2)已知双缝到光屏之间的距离L=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动手轮,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示,则A位置读数为 mm,入射光的波长λ= m(结果保留两位有效数字)。
(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有________。
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝间距
12.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)手轮上示数如图乙,则此读数为 。
(2)下列说法正确的是________
A.实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝,使单缝和双缝相互平行
B.实验中还需测出单缝到光屏的距离
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距变大
D.若将红色滤光片换成绿色滤光片,则相邻两亮条纹中心的距离将减小
(3)某次测量时,选用的双缝的间距为,测得屏与双缝间的距离为,第1条暗条纹中心到第4条暗条纹中心之间的距离为。则所测单色光的波长为 (结果保留三位有效数字)。
【素养进阶·提升练】
1.(2025·甘肃平凉·模拟预测)如图甲所示,用某单色光照射双缝,在双缝后的屏上形成明暗相间的干涉条纹。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条亮条纹中心时,手轮上的读数为x1=2.145mm,当分划板中心刻线对齐第9条亮条纹中心时,手轮上的读数为x2=21.745mm。已知双缝之间的距离为d=0.200mm,双缝到屏的距离为L=0.800m,则单色光的波长约为( )
A. B. C. D.
2.(2024·江西·高考真题)(多选)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是( )
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小,测量头中观察到的条纹数目内越多
3.(2024·河北·高考真题)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1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
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 (填“红光”或“绿光”)。
4.(2024·广东·高考真题)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz,则小车的加速度大小为 (结果保留3位有效数字)。
(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm。
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏,装上单缝、双缝和测量头。调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
5.(2025·北京·高考真题)(1)下列实验操作,正确的是________(填选项前的字母)。
A.用单摆测重力加速度时,在最高点释放摆球并同时开始计时
B.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时,使用多用电表的交流电压挡测电压
C.用多用电表测电阻前应先把两表笔短接,调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
(2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。
①双缝应该放置在图1中 处(填“A”或“B”)。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为 。
(3)某电流表出现故障,其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障,两表笔接时表头指针不偏转,接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________(填选项前的字母)。
A.表头断路 B.电阻断路 C.电阻断路
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