4.4 实验用双缝干涉测量光的波长（知识点、典例、达标练）-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

本高中物理讲义聚焦“用双缝干涉测量光的波长”核心实验，系统梳理实验原理（相邻条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏距离l、波长λ关系λ=Δx·d/l）、装置组成（光源、滤光片、单缝、双缝等）、操作步骤（安装调试、观察条纹、测量数据）及数据处理与注意事项，构建从原理到实践的完整学习支架。 该资料特色在于考向分层设计，涵盖基础原理与读数、数据处理及创新实验（如劳埃德镜），通过例题与变式训练科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究能力。注重实验细节（如螺旋测微器读数），培养严谨态度，课中辅助教师演示讲解，课后助力学生巩固实验步骤与数据处理方法，有效查漏补缺。

第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 知识点1 原理装置图及操作 【实验原理】 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中 相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝。 【实验器材】 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学生电源、导线、刻度尺。 【实验步骤】 1．观察干涉条纹 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上，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，二者间距约5 cm～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。 2．测定单色光的波长 (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央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹。 (3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。 (4)重复测量。 知识点2 数据处理及注意事项 1．数据处理 (1)条纹间距Δx＝。 (2)波长λ＝Δx。 (3)计算多组数据，求λ的平均值。 2．注意事项 (1)安装时，要保证光源、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、双缝平行且间距适当。 (2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 (3)调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行。 考向1 基本原理与读数 【例1】某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图甲所示。 (1)光具座上标注为a、b、c的仪器依次为____________； A．滤光片、双缝和单缝 B．滤光片、单缝和双缝 C．单缝、滤光片和双缝 D．双缝、滤光片和单缝 (2)某次测量时，螺旋测微器示数如图乙所示，其读数为____________mm； (3)如果双缝间距为d，双缝到毛玻璃屏的距离为L，毛玻璃屏上第一条亮纹到第五条亮纹间距为x，则光的波长为____________（用x、d、L表示）。 【变式】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。 (1)该同学想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．减小双缝之间的距离 C．增大凸透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与测量头间的距离 (2)转动手轮时，观察到初、末两个视场，符合实际的是图2中的__________（填“甲”或“乙”）； (3)在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图3所示，其示数为__________。 考向2 数据处理 【例2】利用如图甲所示的实验装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。 (1)双缝应该放置在图甲中的________处（选填“A”或“B”）。 (2)关于实验操作，下列哪种说法正确？________ A．撤掉滤光片，光屏上将看不到干涉图样 B．为了得到清晰的干涉图样，单缝和双缝应垂直放置 C．测量某条亮纹位置时，应使分划板的中心刻线与该亮纹的中心对齐 D．将单缝向双缝靠近，可增大干涉条纹的间距 (3)某种单色光照射双缝得到的干涉图样如图乙所示。若双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，测得C、D条纹中心间距为a，则该单色光的波长λ=________。（用本小问所给字母表示） 【变式】如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。 (1)②、③、④三个光学元件依次为________（填正确答案的标号）； A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)如果实验时将红光滤光片换为蓝光滤光片，则相邻亮纹（暗纹）间的距离________；（选填“变大”或“变小”） (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为8.40 mm，则所测单色光的波长λ为________nm（结果保留3位有效数字）。 考向 3 创新实验 【例3】图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为，双缝到光电传感器的距离为。某次实验时用红色激光照射，得到图乙所示的光照强度分布图，光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题： (1)若双缝水平，则光屏上出现的是一系列____（选填“水平”或“竖直”）的明暗相间的条纹。 (2)可算出该激光的波长为________。（用、、表示） (3)若改用功率相同绿色激光照射，光电传感器上条纹间距________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【变式】劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，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。 (1)通过劳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S被视为其中的一个缝，______相当于另一个“缝”； (2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12mm，单缝到光屏的距离D=1.0m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900mm，则该单色光的波长λ=______nm； (3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离______； A．将平面镜稍向下移动一些 B．将平面镜稍向左移动一些 C．将光屏稍向右移动一些 D．将光屏稍向上移动一些 (4)实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，反射光与入射光相比，相位有π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P处是______。（选填“亮条纹”或“暗条纹”） 1．某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 (1)实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将屏向________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 (2)已知双缝到光屏的距离，双缝间距，则所测红光波长约为________nm（结果保留三位有效数字）。 (3)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（d）所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距时，测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 2．某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 (1)下列说法正确的是_____（填标号）。 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 (2)已知双缝到光屏的距离，双缝间距，相邻两亮条纹中心间距为，则所测红光波长约为________ 。 3．(1)某同学对如图所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是________。 A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽 B．将滤光片由红色换成绿色，干涉条纹间距变窄 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 (2)如图1所示，测量头中分划板上的刻度线先后处于、位置，位置的读数为1.690mm，位置的示数如图2所示，读数为_______mm；根据、位置读数，得到相邻亮条纹的间距_________mm（结果保留三位小数）；已知双缝间距为d，双缝到毛玻璃屏的距离为L，此单色光波长的表达式λ=_______（用L、d、、表示）。 4．某小组同学用下图装置进行“用双缝干涉测量光的波长”实验，光具座上放置的光学元件从左向右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜）。 (1)M、N、P三个光学元件依次为（　　） A．单缝、双缝、滤光片 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 D．滤光片、双缝、单缝 (2)某次测量中，小明将测量头的分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心，手轮示数x1=1.700mm，调节测量头，让分划板中心刻线对准第5条亮条纹中心时，手轮示数如图所示，此时示数x2=__________mm。 (3)若测出装置中双缝的间距d=0.2mm、双缝到屏的距离L=1000.00mm，则形成此干涉图样的单色光的波长为__________mm（保留两位有效数字）。 (4)某次实验后，若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来在空气中实验时的一半，则该透明介质的折射率n=__________。（该光在空气中的折射率近似为1） 5．某实验小组的同学利用如图1所示的装置测量某光的波长 (1)安装实验装置时，单缝要放置在______（选填“A”或“B”）处； (2)在安装好实验装置后，发现虽然光源亮度很高，但是目镜观察到的条纹比较模糊，要得到清晰的条纹，需进行的操作是 （选填字母）； A．转动凸透镜 B．转动测量头 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 (3)某次操作中，分划板中心线与第一条亮纹对齐时测量头上的游标卡尺如图2所示，其读数为______mm；当分划板中心线与第四条亮纹对齐时，其读数为17.75 mm。若双缝到光屏的距离，双缝之间的距离，由以上信息可求得该光的波长______m（结果保留2位有效数字）； (4)该次实验结束后，同学们又用红、蓝、紫三种单色光，在同一套装置中做双缝干涉实验，观察得到如图3所示的干涉条纹，那么甲、乙、丙对应的单色光颜色依次是 （选填字母）。 A．红色  蓝色  紫色 B．红色  紫色  蓝色 C．紫色  蓝色  红色 D．蓝色  紫色  红色 6．某同学利用双缝干涉测量绿光的波长，实验装置如图甲， (1)装置中还没有安装单缝、双缝、绿色滤光片，其中处应安装__________（选填单缝、双缝、滤光片） (2)如图乙，为单缝，为双缝，屏上点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴向上微微移动，会观察到原来点处的干涉条纹__________（选填“向上移动”“向下移动”“仍在点”） (3)在单缝不偏离的情况下，已知双缝间距，双缝到毛玻璃屏的距离为，当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为；对齐第5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图丁所示，其读数为__________； (4)由以上数据，该绿光的波长为__________（结果保留三位有效数字）。 7．同学们利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到彩色干涉条纹。 (1)在安装实验装置时应确保单缝与双缝______（填“平行”或“垂直”）； (2)某同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作可能是______（填字母）； A．换用长度更长的遮光筒 B．增大单缝到双缝的距离 C．换用间距更小的双缝 D．红色滤光片换成紫色滤光片 (3)某一次读数时测量头手轮上的示数如图丁所示，读数为______mm。 (4)若双缝的间距为d=0.18 mm，屏与双缝间的距离为0.8 m，测得第1条亮纹中央到第8条亮纹中央间距离为16.8 mm，则所用单色光的波长λ=______（保留三位有效数字）。 8．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，为了测量红光的波长，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝间的距离为d，双缝到屏的距离为L。 (1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出双缝应放在________处（选填“M”或“N”）。 (2)经测量，红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为，请据此写出能够反映红光波长大小的表达式________。 (3)该实验中L=700 mm，已知d的数量级为10-4m、相邻两条亮条纹间距的数量级为10-3m，由此可推断红光的波长数量级约为________m（选填选项前字母）。 A． B． C． D． 9．某同学利用激光完成以下光学实验： (1)测量一半圆形透明玻璃砖的折射率。 ①用游标卡尺测玻璃砖的直径d，卡尺前端没有画出，后端如图乙所示，则d＝____________cm； ②将玻璃砖放在位于水平桌面的白纸上，如图甲所示，若激光垂直底边射入，从圆心O点开始向左平移0.3d，刚好半圆界面上没有出射光线，则玻璃砖对该激光的折射率为n＝____________ (2)若用激光做双缝干涉实验，下列说法正确的是 A．做实验时，主要是应用激光的亮度高的特性 B．仅将入射光由红色激光改为蓝色激光，则光屏上相邻明条纹间距变宽 C．光屏上得到的是等间距的条纹 D．仅换用间距更窄的双缝，条纹间距变宽 10．如图，单色光从单缝射出，一部分光直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直。 (1)若测得第2条亮纹中央到第7条亮纹中央的间距为，则该单色光的波长__________（用、、表示）； (2)以下哪些操作能够减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________； A．将单缝稍向下移动一些 B．将平面镜稍向下移动一些 C．将光屏稍向左移动一些 D．将光源发出的光由绿色改为红色 (3)将平面镜稍向右平移的过程中，可以观察到__________。 A．某一条纹向下移动 B．任意条纹均不移动 C．出现条纹的区域下移 D．出现条纹的区域不变 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 知识点1 原理装置图及操作 【实验原理】 单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中 相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝。 【实验器材】 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学生电源、导线、刻度尺。 【实验步骤】 1．观察干涉条纹 (1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上，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，二者间距约5 cm～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。 2．测定单色光的波长 (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央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹。 (3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。 (4)重复测量。 知识点2 数据处理及注意事项 1．数据处理 (1)条纹间距Δx＝。 (2)波长λ＝Δx。 (3)计算多组数据，求λ的平均值。 2．注意事项 (1)安装时，要保证光源、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、双缝平行且间距适当。 (2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 (3)调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行。 考向1 基本原理与读数 【例1】某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图甲所示。 (1)光具座上标注为a、b、c的仪器依次为____________； A．滤光片、双缝和单缝 B．滤光片、单缝和双缝 C．单缝、滤光片和双缝 D．双缝、滤光片和单缝 (2)某次测量时，螺旋测微器示数如图乙所示，其读数为____________mm； (3)如果双缝间距为d，双缝到毛玻璃屏的距离为L，毛玻璃屏上第一条亮纹到第五条亮纹间距为x，则光的波长为____________（用x、d、L表示）。 【答案】(1)B (2)1.415或1.414或1.416 (3) 【详解】（1）双缝干涉实验中通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，可知，光具座上标注为a、b、c的仪器依次为滤光片、单缝和双缝。 故选B。 （2）螺旋测微器的精度为0.01mm，可知读数为 （3）第一条亮纹到第五条亮纹间距为x，可知亮纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式，可得。 【变式】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。 (1)该同学想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．减小双缝之间的距离 C．增大凸透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与测量头间的距离 (2)转动手轮时，观察到初、末两个视场，符合实际的是图2中的__________（填“甲”或“乙”）； (3)在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图3所示，其示数为__________。 【答案】(1)BD (2)乙 (3)2.320/2.319/2.321 【详解】（1）[1] A．根据双缝干涉条纹间距公式，减小单缝与光源间的距离不会增大条纹间距，故A错误； B．减小双缝之间的距离，条纹间距增大，故B正确； C．增大凸透镜与单缝间的距离不会增大条纹间距，故C错误； D．增大双缝与测量头间的距离，条纹间距增大，故D正确。 故选BD。 （2）[2] 转动手轮时，测量头相对干涉条纹移动，分划板中心刻线在视场中固定。若从第条亮条纹测到第条亮条纹，初视场中第条亮条纹在中心刻线处，其余亮条纹在右侧；末视场中第条亮条纹在中心刻线处，其余已越过的亮条纹在左侧，故符合实际的是图乙。 （3）[3] 由图3可读出固定刻度为，可动刻度第格与基准线对齐，可动刻度读数为 测量头示数为 考向2 数据处理 【例2】利用如图甲所示的实验装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。 (1)双缝应该放置在图甲中的________处（选填“A”或“B”）。 (2)关于实验操作，下列哪种说法正确？________ A．撤掉滤光片，光屏上将看不到干涉图样 B．为了得到清晰的干涉图样，单缝和双缝应垂直放置 C．测量某条亮纹位置时，应使分划板的中心刻线与该亮纹的中心对齐 D．将单缝向双缝靠近，可增大干涉条纹的间距 (3)某种单色光照射双缝得到的干涉图样如图乙所示。若双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，测得C、D条纹中心间距为a，则该单色光的波长λ=________。（用本小问所给字母表示） 【答案】(1)B (2)C (3) 【详解】（1）双缝应该放置在图甲中的B处。 （2）A．撤掉滤光片，光屏上将看到彩色的干涉图样，A错误； B．为了得到清晰的干涉图样，单缝和双缝应平行放置，B错误； C．测量某条亮纹位置时，应使分划板的中心刻线与该亮纹的中心对齐，C正确； D．根据可知，将单缝向双缝靠近，干涉条纹的间距不变，D错误。 故选C。 （3）条纹间距，根据 可知 【变式】如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。 (1)②、③、④三个光学元件依次为________（填正确答案的标号）； A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)如果实验时将红光滤光片换为蓝光滤光片，则相邻亮纹（暗纹）间的距离________；（选填“变大”或“变小”） (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为8.40 mm，则所测单色光的波长λ为________nm（结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)A (2)变小 (3)700 【详解】（1）为获取单色线光源，所以三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选A。 （2）红光的波长大于蓝光的波长，由可知将红光滤光片换为蓝光滤光片，则相邻亮纹（暗纹）间的距离变小。 （3）由题可知相邻两条暗条纹之间的距离为 由得 所测单色光的波长 考向 3 创新实验 【例3】图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为，双缝到光电传感器的距离为。某次实验时用红色激光照射，得到图乙所示的光照强度分布图，光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题： (1)若双缝水平，则光屏上出现的是一系列____（选填“水平”或“竖直”）的明暗相间的条纹。 (2)可算出该激光的波长为________。（用、、表示） (3)若改用功率相同绿色激光照射，光电传感器上条纹间距________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】(1)水平 (2) (3)变小 【详解】（1）若双缝水平，则光屏上出现的是一系列水平的明暗相间的条纹。 （2）由图可得 又 所以 （3）由于绿光波长更短，根据条纹间距公式可知，若改用功率相同绿色激光照射，光电传感器上条纹间距变小。 【变式】劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，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。 (1)通过劳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S被视为其中的一个缝，______相当于另一个“缝”； (2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12mm，单缝到光屏的距离D=1.0m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900mm，则该单色光的波长λ=______nm； (3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离______； A．将平面镜稍向下移动一些 B．将平面镜稍向左移动一些 C．将光屏稍向右移动一些 D．将光屏稍向上移动一些 (4)实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，反射光与入射光相比，相位有π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P处是______。（选填“亮条纹”或“暗条纹”） 【答案】(1) (2)696 (3)C (4)暗条纹 【详解】（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S被视为其中的一个缝，S'相当于另一个“缝”。 （2）等效双缝间的距离为 根据双缝干涉条纹间距公式 代入数据，联立解得 （3）根据双缝干涉条纹间距公式可知，增大D，即将光屏向右移动；减小d，即将平面镜向上移动；增大波长λ，能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离。 故选C。 （4）如果把光屏移动到和平面镜接触，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”，故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π，所以接触点P处是暗条纹。 1．某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 (1)实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将屏向________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 (2)已知双缝到光屏的距离，双缝间距，则所测红光波长约为________nm（结果保留三位有效数字）。 (3)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（d）所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距时，测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【答案】(1)靠近 (2)600 (3)大于 【详解】（1）根据双缝干涉相邻条纹间距公式可知，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，即需要减小相邻条纹的间距，即减小双缝到光屏的距离，因此需将屏向靠近双缝的方向移动； （2）由图可知A条纹的位置刻度 由图可知B条纹的位置刻度 相邻条纹间距 根据双缝干涉相邻条纹间距公式 解得 （3）由于测量方向与条纹的垂直距离方向存在夹角，测微目镜所测量的距离实际上是直角三角形的斜边，而真实条纹间距是直角边，所以测量值大于实际值。 2．某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 (1)下列说法正确的是_____（填标号）。 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 (2)已知双缝到光屏的距离，双缝间距，相邻两亮条纹中心间距为，则所测红光波长约为________ 。 【答案】(1)AD (2)1008 【详解】（1）[1] A．实验中单缝和双缝必须相互平行，拨杆可用于调节单缝的方向，故A正确； B．测量波长时需要测量双缝到光屏的距离，不需要测量单缝到光屏的距离，故B错误； C．将单缝向双缝移动不改变、和，由，可知条纹间距不变，故C错误； D．绿光的波长小于红光，在、不变时，与成正比，因此相邻两亮条纹中心的距离减小，故D正确。 故选AD。 （2）[2] 由测量头读数规则得条纹位置，条纹位置 图中、两条纹之间有4个间隔，相邻亮条纹间距为== 双缝干涉相邻亮条纹间距满足 解得所测红光波长=== 3．(1)某同学对如图所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是________。 A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽 B．将滤光片由红色换成绿色，干涉条纹间距变窄 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 (2)如图1所示，测量头中分划板上的刻度线先后处于、位置，位置的读数为1.690mm，位置的示数如图2所示，读数为_______mm；根据、位置读数，得到相邻亮条纹的间距_________mm（结果保留三位小数）；已知双缝间距为d，双缝到毛玻璃屏的距离为L，此单色光波长的表达式λ=_______（用L、d、、表示）。 【答案】(1)BC (2) 7.870 1.236 【详解】（1）根据双缝干涉条纹间距公式 A．将屏移近双缝，L减小，干涉条纹间距变窄，故A错误； B．将滤光片由红色换成绿色，波长变短，干涉条纹间距变窄，故B正确； C．换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，干涉条纹间距变窄，故C正确； D．去掉滤光片后，会产生白光干涉，故D错误。 故选BC。 （2）[1]螺旋测微器的精度为0.01mm，则位置的读数为 [2]相邻亮条纹的间距 [3]根据，可得波长表达式为 4．某小组同学用下图装置进行“用双缝干涉测量光的波长”实验，光具座上放置的光学元件从左向右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜）。 (1)M、N、P三个光学元件依次为（　　） A．单缝、双缝、滤光片 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 D．滤光片、双缝、单缝 (2)某次测量中，小明将测量头的分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心，手轮示数x1=1.700mm，调节测量头，让分划板中心刻线对准第5条亮条纹中心时，手轮示数如图所示，此时示数x2=__________mm。 (3)若测出装置中双缝的间距d=0.2mm、双缝到屏的距离L=1000.00mm，则形成此干涉图样的单色光的波长为__________mm（保留两位有效数字）。 (4)某次实验后，若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来在空气中实验时的一半，则该透明介质的折射率n=__________。（该光在空气中的折射率近似为1） 【答案】(1)C (2)12.100 (3) (4) 【详解】（1）滤光片用于从复色光中获得单色光，单缝用于形成线光源，双缝将来自同一线光源的光分成两束相干光，因此三个元件从左到右应依次为滤光片、单缝、双缝。 故选C。 （2）测量头固定刻度的读数为，分划板中心刻线与手轮第10格对齐，手轮读数为 因此测量头的示数为 （3）第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心之间包含4个条纹间距，因此相邻亮条纹的间距为 代入数据解得 根据双缝干涉相邻两亮条纹间距公式 解得 （4）设单色光在空气中的波长为，在透明介质中的波长为，则有 相邻亮条纹间距为 因此介质中的条纹间距与空气中的条纹间距之比为 由题意可得 解得 5．某实验小组的同学利用如图1所示的装置测量某光的波长 (1)安装实验装置时，单缝要放置在______（选填“A”或“B”）处； (2)在安装好实验装置后，发现虽然光源亮度很高，但是目镜观察到的条纹比较模糊，要得到清晰的条纹，需进行的操作是 （选填字母）； A．转动凸透镜 B．转动测量头 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 (3)某次操作中，分划板中心线与第一条亮纹对齐时测量头上的游标卡尺如图2所示，其读数为______mm；当分划板中心线与第四条亮纹对齐时，其读数为17.75 mm。若双缝到光屏的距离，双缝之间的距离，由以上信息可求得该光的波长______m（结果保留2位有效数字）； (4)该次实验结束后，同学们又用红、蓝、紫三种单色光，在同一套装置中做双缝干涉实验，观察得到如图3所示的干涉条纹，那么甲、乙、丙对应的单色光颜色依次是 （选填字母）。 A．红色  蓝色  紫色 B．红色  紫色  蓝色 C．紫色  蓝色  红色 D．蓝色  紫色  红色 【答案】(1)A (2)C (3) 12.80 (4)B 【详解】（1）双缝干涉实验装置顺序从光源到测量头依次为：光源→透镜→滤光片→单缝→双缝→遮光筒→测量头，因此单缝放在靠近滤光片的A处。 （2）若观察到条纹模糊，最常见原因是单缝与双缝不平行，因此需要调节拨杆使单缝与双缝平行，得到清晰条纹。 故选C。 （3）[1]50分度游标卡尺，精度为，其读数为 [2]相邻亮纹间距 根据双缝干涉公式 解得 （4）根据 可知装置相同时，条纹间距越大，波长越大。由图3可知，条纹间距 因此波长 可见光波长关系为红光>蓝色>紫光，因此甲为红色，乙为紫色，丙为蓝色。 故选B。 6．某同学利用双缝干涉测量绿光的波长，实验装置如图甲， (1)装置中还没有安装单缝、双缝、绿色滤光片，其中处应安装__________（选填单缝、双缝、滤光片） (2)如图乙，为单缝，为双缝，屏上点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴向上微微移动，会观察到原来点处的干涉条纹__________（选填“向上移动”“向下移动”“仍在点”） (3)在单缝不偏离的情况下，已知双缝间距，双缝到毛玻璃屏的距离为，当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为；对齐第5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图丁所示，其读数为__________； (4)由以上数据，该绿光的波长为__________（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)双缝 (2)向上移动 (3)17.25 (4) 【详解】（1）双缝干涉测量波长的实验装置，从光源到屏的顺序为：光源→透镜→滤光片→单缝→双缝→毛玻璃屏，目的是先得到单色光，再获得线光源，最后得到相干光源。因此A处安装滤光片，B处安装单缝，C处安装双缝。 （2）中央亮纹是路程差为零的位置。当单缝向上偏移后，到双缝中的路程小于到的路程，为了满足总路程差为零，新的中央亮纹会向上移动，因此原来O点处的干涉条纹向上移动。 （3）20分度游标卡尺的精确值为，由图丁可知读数为 （4）相邻亮纹间距为 根据相邻亮纹间距公式 可得该绿光的波长为 7．同学们利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到彩色干涉条纹。 (1)在安装实验装置时应确保单缝与双缝______（填“平行”或“垂直”）； (2)某同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作可能是______（填字母）； A．换用长度更长的遮光筒 B．增大单缝到双缝的距离 C．换用间距更小的双缝 D．红色滤光片换成紫色滤光片 (3)某一次读数时测量头手轮上的示数如图丁所示，读数为______mm。 (4)若双缝的间距为d=0.18 mm，屏与双缝间的距离为0.8 m，测得第1条亮纹中央到第8条亮纹中央间距离为16.8 mm，则所用单色光的波长λ=______（保留三位有效数字）。 【答案】(1)平行 (2)D (3)15.175/15.173/15.174/15.176/15.177 (4) 【详解】（1）双缝干涉实验中，为了得到清晰的干涉条纹，需要保证单缝与双缝平行。 （2）双缝干涉条纹间距公式为，由图乙到丙，条纹变密，减小 A．换更长遮光筒，增大，增大，故A错误； B． 单缝到双缝的距离不影响，故B错误； C．双缝间距减小，增大，故C错误； D．红光换紫光，波长减小，小，条纹变密，故D正确。 故选D。 （3）螺旋测微器读数规则：固定刻度读数 + 可动刻度读数，则该螺旋测微器的读数为 （4）第1条到第8条亮纹中心间隔数为 因此条纹间距 代入公式，已知， 可得 8．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，为了测量红光的波长，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝间的距离为d，双缝到屏的距离为L。 (1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出双缝应放在________处（选填“M”或“N”）。 (2)经测量，红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为，请据此写出能够反映红光波长大小的表达式________。 (3)该实验中L=700 mm，已知d的数量级为10-4m、相邻两条亮条纹间距的数量级为10-3m，由此可推断红光的波长数量级约为________m（选填选项前字母）。 A． B． C． D． 【答案】(1) (2) (3)C 【详解】（1）双缝干涉实验的器材摆放顺序为光源→透镜→滤光片→单缝→双缝→屏，因此M处为单缝，N处为双缝。 （2）根据双缝干涉相邻亮条纹间距公式 可得 （3）根据 代入，、 解得 因此红光波长的数量级为。 故选C。 9．某同学利用激光完成以下光学实验： (1)测量一半圆形透明玻璃砖的折射率。 ①用游标卡尺测玻璃砖的直径d，卡尺前端没有画出，后端如图乙所示，则d＝____________cm； ②将玻璃砖放在位于水平桌面的白纸上，如图甲所示，若激光垂直底边射入，从圆心O点开始向左平移0.3d，刚好半圆界面上没有出射光线，则玻璃砖对该激光的折射率为n＝____________ (2)若用激光做双缝干涉实验，下列说法正确的是 A．做实验时，主要是应用激光的亮度高的特性 B．仅将入射光由红色激光改为蓝色激光，则光屏上相邻明条纹间距变宽 C．光屏上得到的是等间距的条纹 D．仅换用间距更窄的双缝，条纹间距变宽 【答案】(1) 6.43 (2)CD 【详解】（1）①[1]直径 ②[2]激光垂直底边射入，从圆心O点开始向左平移0.3d，刚好半圆界面上没有出射光线，发生全反射，入射角为临界角，正弦值 玻璃砖对该激光的折射率为 （2）A．做实验时，主要是应用激光的相干性好的特性，故A错误； B．根据 红色激光波长大于蓝色激光波长，仅将入射光由红色激光改为蓝色激光，则光屏上相邻明条纹间距变窄，故B错误； C．用激光做双缝干涉实验，光屏上得到的是等间距的条纹，故C正确； D．根据 仅换用间距更窄的双缝，条纹间距变宽，故D正确。 故选CD。 10．如图，单色光从单缝射出，一部分光直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直。 (1)若测得第2条亮纹中央到第7条亮纹中央的间距为，则该单色光的波长__________（用、、表示）； (2)以下哪些操作能够减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________； A．将单缝稍向下移动一些 B．将平面镜稍向下移动一些 C．将光屏稍向左移动一些 D．将光源发出的光由绿色改为红色 (3)将平面镜稍向右平移的过程中，可以观察到__________。 A．某一条纹向下移动 B．任意条纹均不移动 C．出现条纹的区域下移 D．出现条纹的区域不变 【答案】(1) (2)BC (3)BC 【详解】（1）S发出的光经平面镜反射后，相当于从S关于平面镜的对称点发出的，如图所示 两个光源是相干光源，两个光源的距离为2a，利用双缝干涉条纹间距公式可知，相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离为 可得 （2）根据分析 A．将单缝稍向下移动一些，相当于减小，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离增大，故A错误； B．将平面镜稍向下移动一些，相当于增大，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离减小，故B正确； C．将光屏稍向左移动一些，相当于减小，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离减小，故C正确； D．将光源发出的光由绿色改为红色，则光的波长增大，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离增大，故D错误。 故选BC。 （3）若将平面镜向右移动，则、均不变，光屏上条纹间距不变，则任意条纹均不移动，根据几何关系可知反射光和直射光的重叠区域下移，则出现条纹的区域下移。 故选BC。 学科网（北京）股份有限公司 $