4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 课后练习-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 练习围绕“用双缝干涉测量光的波长”实验，分层设计从基础装置到综合应用，通过实验操作、数据处理、现象分析巩固知识，培养科学探究与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|实验装置组装、游标卡尺读数|以元件排列题（题1(1)）再现实验流程，夯实物理观念| |技能应用|条纹间距计算、螺旋测微器读数、操作判断|通过数据处理（题2(2)(3)）和误差分析（题3(3)）提升科学探究能力| |综合拓展|图样比较、光传感器应用、波长比较|结合跨情境分析（题4(1)）和不同光源对比（题5(2)）深化科学推理|

4.4　实验：用双缝干涉测量光的波长 1.在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。 (1)将下表中的光学元件放在如图甲所示的光具座上组装成用双缝干涉测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 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为　　　　　　。(填写元件代号)  甲 (2)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm,双缝到光屏的距离l=0.50 m,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图丙所示,则其示数为　　　 mm;在B位置时游标卡尺如图丁所示。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　　　 m。  2.用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示。 (1)光具座上放置的光学元件依次为①光源(白炽灯)、②　　　　、③　　　　、④双缝、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可采取　　　　　　　　或　　　　　　　　的方法。  甲 (2)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央,手轮的读数如图乙所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央,手轮的读数如图丙所示。则相邻两亮条纹的间距为　　　　　　 mm(计算结果保留3位小数)。  (3)如果双缝的间距为0.30 mm、双缝和光屏之间的距离为900 mm,则待测光的波长为　　　　 m(计算结果保留3位有效数字)。  (4)如果将图甲中①光源(白炽灯)换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是　　　　(选填数字代号)。  3.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)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点: A.单缝和双缝必须垂直放置 B.干涉条纹与双缝平行 C.干涉条纹疏密程度与双缝间距无关 D.干涉条纹间距与光的波长无关 你认为正确的是　　　　。  (2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时,手轮上的螺旋测微器的示数如图乙所示,该读数为　　　　　 mm。  (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,如图丙所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时,测量值　　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。  4.现有毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝和透红光的滤光片等光学元件,把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。 (1)如图所示,A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样,回答下列问题: ①如果A图样是红光通过双缝产生的,那么换用紫光得到的图样用　　　　　图样表示最合适;  ②如果将B图样的双缝距离变小,那么得到的图样用　　　　　图样表示最合适;  (2)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,此时手轮上的示数为13.870 mm,求得相邻亮条纹的间距Δx为　　　　 mm(结果保留三位小数);  (3)已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算公式λ=　　　　,求得所测红光波长为　　　　 mm(结果保留两位有效数字)。  5.用光传感器进行双缝干涉的实验,实验装置图如图甲所示。 甲 (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,下图中的乙、丙分别对应这两次实验得到的干涉图像,红光的图像是　　　　(选填“乙”或“丙”)。  乙 丙 参考答案 1.解析 (1)光源发出的白光,各种频率都有,加上E后通过的只有红光了,变成单色光,加上D和B,就得到两列频率相同、步调一致的相干光,最后放置光屏,干涉条纹呈现在光屏上,所以顺序为CEDBA。 (2)A位置的示数为111.10 mm,B位置的示数为115.45 mm,A、B之间的距离为(115.45-111.10) mm=4.35 mm,则相邻亮条纹的间距为Δx= mm,再根据公式Δx=λ,代入数据得波长为5.4×10-7 m。 答案 (1)CEDBA　(2)111.10　5.4×10-7 2.解析 (1)在光具座上光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。由Δx=λ知,对某种单色光,要使Δx增大,可使l变大,d减小。 (2)图乙读数为x1=0.045 mm,图丙读数为x2=14.540 mm,则相邻两亮条纹的间距Δx==1.611 mm。 (3)由Δx=λ得 λ= m=5.37×10-7 m。 (4)若将光源(白炽灯)换成激光光源,由于激光具有相干性、方向性好等特点,所以可去掉滤光片和单缝。 答案 (1)滤光片　单缝　增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)　减小双缝之间的距离　(2)1.611 (3)5.37×10-7　(4)②③ 3.解析 (1)为使屏上的干涉条纹清晰,灯丝和单缝及双缝必须平行放置,故A错误;干涉条纹与双缝平行,故B正确;由干涉条纹间距公式Δx=λ可知,干涉条纹疏密程度与光的波长、双缝到屏的距离以及双缝的间距有关,故C、D错误。 (2)由图乙所示可知,该读数为0.5 mm+20.3×0.01 mm=0.703 mm。 (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,由几何关系可知,测量头中的读数大于条纹间的实际距离。 答案 (1)B　(2)0.703　(3)大于 4.解析 (1)由于紫光的波长比红光的短,由Δx=λ可知图样为C,如果将B图样的双缝距离变小,由Δx=λ可知,条纹间距变大,则图样为D; (2)由题意可知Δx= mm=2.310 mm; (3)由Δx=λ可得λ=Δx,可求出λ=×2.310 mm=6.6×10-4 mm。 答案 (1)①C　②D (2)2.310 (3)Δx　6.6×10-4 5.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的距离,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,故红光的图像是丙。 答案 (1)A　(2)丙 6 学科网（北京）股份有限公司 $