5. 实验：用双缝干涉测量光的波长（同步讲义）物理教科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”实验，系统梳理实验原理（Δx = lλ/d）、器材使用（双缝干涉仪等）、操作步骤及数据处理方法，构建从现象观察到定量测量的完整学习支架。 资料通过分知识点讲解、题型分类训练及分层练习，强化科学探究能力与科学思维，如通过测量多条纹间距求平均值减少误差，课中助力教师高效授课，课后帮助学生巩固实验技能、弥补知识盲点。

第四章 光及其应用 5. 用双缝干涉测量光的波长 课标要点 1.根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系,确定测量光的波长的实验思路。 2.设计实验方案,并正确操作实验器材,得到明显的干涉条纹;研究测量干涉条纹间距的方法,对测量数据进行整理,得到波长的测量值。 3.分析影响干涉条纹清晰度和实验误差的因素,并找到调整办法;通过观察白光的干涉图样,探究误差的成因。 学习重难点 重点：1.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量，知道测量头的使用方法，会测量亮条纹的间距。 2.知道获得干涉图样的实验操作要求，理解实验中满足干涉条件的方法。 3.经历实验过程，会设计实验数据记录表并记录数据，会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长。 难点：.会设计实验数据记录表并记录数据，会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长 知识点1 实验原理、实验器材与实验步骤 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。 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。 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。 随学随练 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 知识点2 实验数据处理与误差分析 1. 数据处理：（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。 2. 误差分析：（1）双缝到屏的距离l的测距量误差。（2）测条纹间距Δx带来的误差。 随学随练 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 题型1实验数据处理 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） 活学活用 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） 题型 实验注意事项与误差分析 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”）。 活学活用 1.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 2.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 。 。 基础通关 1．某同学利用如图所示的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，从目镜中可以观察到干涉条纹。已知光源所发的光为自然光。下列说法正确的是（　　） A．将滤光片由红色换成蓝色，干涉条纹间距变宽 B．减小双缝间距，干涉条纹间距变窄 C．若将单缝和双缝的位置调换，从目镜中仍然可以观察到干涉条纹 D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值将偏小 2．在杨氏双缝干涉实验中光屏上出现如图所示的干涉图样。标记图中两条亮纹中心位置并测得其间距为a，已知双缝中心之间的距离为d，双缝与光屏的距离为，则实验中光波的波长为（　　） A． B． C． D． 3．用如图所示的装置来测量光的波长，激光照射双缝后，到达光屏上出现干涉条纹，测出双缝与屏间的距离以及双缝间的距离和相邻的两条明条纹间的距离，下列说法正确的是（　　） A．当双缝间的距离增大，其它条件不变，干涉条纹间距变大 B．若测得中央亮条纹与第5级亮条纹之间的距离为，则 C．若测得第1级暗条纹与第5级暗条纹之间的距离为，则波长为 D．干涉是波特有的现象，此实验说明光是一种波 4．小明用激光做双缝干涉实验。第一次用图甲所示的装置，缝S1和S2到屏上O点的距离相等，先用红色激光照射双缝，后用绿色激光照射双缝。第二次用图乙所示的装置，在S1右侧放置一薄玻璃片，用红色激光照射双缝，经S1出射后的激光垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后的激光直接传播到O点。已知玻璃片的厚度为红色激光波长的10倍，玻璃对红色激光的折射率为1.5，不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是（　　） A．第一次实验中，用绿色激光照射时，光屏上明暗相间的条纹间距更大 B．第一次实验中，若挡住缝S2，光屏上仍能得到明暗相间的等间距条纹 C．第二次实验中，用红色激光照射时，光屏上O点出现的是亮条纹 D．第二次实验中，用红色激光照射时，光屏上O点出现的是暗条纹 5．用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点到双缝的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，则下列说法正确的是（　　） A．该橙光的波长是 B．点出现暗条纹 C．仅将橙光换成红光；则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小 D．仅将单缝向右移动少许，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小 6．某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮读数为；转动手轮，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，手轮读数为。已知双缝到光屏的距离为，双缝间距为，则该单色光的波长为（　　） A． B． C． D． 7．某同学利用如图所示的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，从目镜中可以观察到干涉条纹。已知光源所发的光为自然光。下列说法正确的是（　　） A．将滤光片由红色换成紫色，干涉条纹间距变宽 B．减小双缝间距，干涉条纹间距变窄 C．测量过程中误将7个条纹间距数成8个，波长测量值将偏大 D．测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐 8..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.用测量头来测量亮条纹中心间的距离．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亮条纹的中心(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亮条纹的中心，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条亮条纹的中心时，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)做入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减小双缝间距 D．增大双缝间距 9.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝间距为d的双缝屏．从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L.接通电源使光源正常工作，发出白光． (1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则________； A．可观察到水平方向的干涉条纹 B．可观察到竖直方向的干涉条纹 C．看不到干涉现象 (2)若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中________； A．观察不到干涉条纹 B．可观察到明暗相间的白条纹 C．可观察到彩色条纹 (3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________.分划板刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为________ 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，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值．(选填“大于”“小于”或“等于”) 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） 素养提升 1．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 2．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）。 3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上（如图所示）。从仪器注明的规格可知：双缝屏的缝间距为，像屏与双缝屏间的距离为。然后，接通电源使光源正常工作。 (1)在实际操作中，通常会通过测量个间距取平均值的方法来减小测量误差。已知实验所用的测量头使用50分度的游标卡尺。某同学在成功观察到干涉图像后，开始进行数据记录，总共测量了7个相邻亮条纹间距的距离，初位置游标卡尺的读数为6.34mm，末位置游标卡尺的示数如图所示，其读数为 mm。 (2)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，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（保留一位有效数字）。 (3)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时，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半，则该透明介质的折射率为 。（已知空气的折射率为） (4)在写实验报告时，实验要求学生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，你觉得 （填“甲”或“乙”）同学的图像存在造假现象。 4．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，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、放大镜。 (1)M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝和 。 (2)观察到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a时，手轮的读数继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示， mm。 (3)若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长为 。（用x1、x2、l和d表示） (4)某同学观察到如图所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出干涉条纹的间距，则波长的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 5．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所示。 (1)图1的②处固定的元件是______。 A．单缝 B．双缝 C．滤光片 (2)已知双缝间的距离为d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏的距离为l=75.0cm，当分划板中心刻线对齐如图2所示的第1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为0.3mm，当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图3所示，则读数为 mm；由以上已知数据和测量数据可知，该红光的波长为 m（结果保留两位有效数字）。 (3)若实验时没加滤光片，将得到彩色干涉条纹，其特征是：中央为一条白色亮条纹，称为零级亮条纹；其余各级亮条纹都是彩色的，彩色条纹的排列以零级亮条纹为中心左右对称。中央白色亮纹的形成原因是 。 迁移创新 1．）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”）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 光及其应用 5. 用双缝干涉测量光的波长 课标要点 1.根据干涉条纹的间距和光的波长之间的关系,确定测量光的波长的实验思路。 2.设计实验方案,并正确操作实验器材,得到明显的干涉条纹;研究测量干涉条纹间距的方法,对测量数据进行整理,得到波长的测量值。 3.分析影响干涉条纹清晰度和实验误差的因素,并找到调整办法;通过观察白光的干涉图样,探究误差的成因。 学习重难点 重点：1.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量，知道测量头的使用方法，会测量亮条纹的间距。 2.知道获得干涉图样的实验操作要求，理解实验中满足干涉条件的方法。 3.经历实验过程，会设计实验数据记录表并记录数据，会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长。 难点：.会设计实验数据记录表并记录数据，会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长 知识点1 实验原理、实验器材与实验步骤 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。 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。 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。 随学随练 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。 知识点2 实验数据处理与误差分析 1. 数据处理：（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。 2. 误差分析：（1）双缝到屏的距离l的测距量误差。（2）测条纹间距Δx带来的误差。 随学随练 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。 题型1实验数据处理 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 活学活用 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 题型 实验注意事项与误差分析 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。 活学活用 1.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。 2.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。 。 基础通关 1．某同学利用如图所示的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，从目镜中可以观察到干涉条纹。已知光源所发的光为自然光。下列说法正确的是（　　） A．将滤光片由红色换成蓝色，干涉条纹间距变宽 B．减小双缝间距，干涉条纹间距变窄 C．若将单缝和双缝的位置调换，从目镜中仍然可以观察到干涉条纹 D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值将偏小 【答案】D 【详解】A．根据，将滤光片由红色换成蓝色，由于蓝光比红光波长短，则干涉条纹间距变窄，故A错误； B．根据，可知减小双缝距离，相邻明条纹（或暗条纹）间距增大，故B错误； C．若将单缝和双缝的位置调换，不发生干涉，故从目镜中观察不到干涉条纹，故C错误； D．根据，可知，测量过程中误将5个条纹间距数成6个，则偏小，波长测量值偏小，故D正确。 故选D。 2．在杨氏双缝干涉实验中光屏上出现如图所示的干涉图样。标记图中两条亮纹中心位置并测得其间距为a，已知双缝中心之间的距离为d，双缝与光屏的距离为，则实验中光波的波长为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图可知，相邻两亮条纹间距为 由公式可得 故选A。 3．用如图所示的装置来测量光的波长，激光照射双缝后，到达光屏上出现干涉条纹，测出双缝与屏间的距离以及双缝间的距离和相邻的两条明条纹间的距离，下列说法正确的是（　　） A．当双缝间的距离增大，其它条件不变，干涉条纹间距变大 B．若测得中央亮条纹与第5级亮条纹之间的距离为，则 C．若测得第1级暗条纹与第5级暗条纹之间的距离为，则波长为 D．干涉是波特有的现象，此实验说明光是一种波 【答案】D 【详解】A．根据可知，当双缝间距增大，其它条件不变，干涉条纹间距变小，故A错误； B．中央亮条纹是第0级亮条纹，若测得中央亮条纹与第5级亮条纹之间的距离为，则有，可得，故B错误； C．若测得第1级暗条纹与第5级暗条纹之间的距离为，则有，可得，结合，综合可得，故C错误； D．干涉是波特有的现象，此实验说明光是一种波，故D正确。 故选D。 4．小明用激光做双缝干涉实验。第一次用图甲所示的装置，缝S1和S2到屏上O点的距离相等，先用红色激光照射双缝，后用绿色激光照射双缝。第二次用图乙所示的装置，在S1右侧放置一薄玻璃片，用红色激光照射双缝，经S1出射后的激光垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后的激光直接传播到O点。已知玻璃片的厚度为红色激光波长的10倍，玻璃对红色激光的折射率为1.5，不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是（　　） A．第一次实验中，用绿色激光照射时，光屏上明暗相间的条纹间距更大 B．第一次实验中，若挡住缝S2，光屏上仍能得到明暗相间的等间距条纹 C．第二次实验中，用红色激光照射时，光屏上O点出现的是亮条纹 D．第二次实验中，用红色激光照射时，光屏上O点出现的是暗条纹 【答案】C 【详解】A．第一次实验中，根据，因红光波长大于绿光，可知用绿色激光照射时，光屏上明暗相间的条纹间距较小，选项A错误； B．第一次实验中，若挡住缝S2，光屏上能得到衍射条纹，衍射条纹是明暗相间的不等距的条纹，选项B错误； CD．第二次实验中，光在玻璃片中传播速度为 若玻璃片的厚度d=10λ，则经S2出射后直接传播到O点所用时间 则经S1出射后直接传播到O点所用时间 则光程差为Δs=c•（t1-t2）=5λ 是波长的整数倍，故O点处为亮条纹，故C正确，D错误。 故选C。 5．用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点到双缝的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，则下列说法正确的是（　　） A．该橙光的波长是 B．点出现暗条纹 C．仅将橙光换成红光；则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小 D．仅将单缝向右移动少许，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小 【答案】B 【详解】A．根据，代入数据解得该橙光的波长是，故A错误； B．光屏上某点到双缝的路程差为，可知点出现暗条纹，故B正确； C．仅将橙光换成红光，波长变长，根据，光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大，故C错误； D．仅将单缝向右移动少许，根据，不改变条纹间距，故D错误。 故选B。 6．某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮读数为；转动手轮，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，手轮读数为。已知双缝到光屏的距离为，双缝间距为，则该单色光的波长为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】相邻条纹间距为 根据，可得该单色光的波长为 故选B。 7．某同学利用如图所示的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，从目镜中可以观察到干涉条纹。已知光源所发的光为自然光。下列说法正确的是（　　） A．将滤光片由红色换成紫色，干涉条纹间距变宽 B．减小双缝间距，干涉条纹间距变窄 C．测量过程中误将7个条纹间距数成8个，波长测量值将偏大 D．测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐 【答案】D 【详解】A．根据，将滤光片由红色换成紫色，由于紫光比红光波长短，则干涉条纹间距变窄，故A错误； B．根据可知，减小双缝距离，相邻明条纹（或暗条纹）间距增大，故B错误； C．由，得 测量过程中误将7个条纹间距数成8个，则偏小，波长测量值偏小，故C错误； D．测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐，故D正确。 故选D。 8..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.用测量头来测量亮条纹中心间的距离．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亮条纹的中心(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亮条纹的中心，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条亮条纹的中心时，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)做入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减小双缝间距 D．增大双缝间距 答案　(1)7.870　(2)675　(3)BC 解析　(1)分划板中心刻线对准第4条亮条纹中心时，读数x2＝7.5 mm＋37.0×0.01 mm＝7.870 mm (2)相邻亮条纹中心的间距Δx＝，根据Δx＝λ，得这种光的波长为λ＝Δx≈675 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. 9.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝间距为d的双缝屏．从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L.接通电源使光源正常工作，发出白光． (1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则________； A．可观察到水平方向的干涉条纹 B．可观察到竖直方向的干涉条纹 C．看不到干涉现象 (2)若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中________； A．观察不到干涉条纹 B．可观察到明暗相间的白条纹 C．可观察到彩色条纹 (3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________.分划板刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为________ 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，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值．(选填“大于”“小于”或“等于”) 答案　(1)B　(2)C　(3)　31.10　(4)大于 解析　(1)将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，在毛玻璃屏上可观察到竖直方向的干涉条纹，故B正确，A、C错误． (2)若取下红色滤光片，在毛玻璃屏上观察到的是白光(复色光)的干涉条件，因此观察到的是彩色条纹，故C正确，A、B错误． (3)条纹间距为Δx＝＝L 解得单色光波长为λ＝ 游标卡尺读数为31 mm＋2×0.05 mm＝31.10 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，条纹间距测量值将偏大． 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 素养提升 1．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。 2．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 3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上（如图所示）。从仪器注明的规格可知：双缝屏的缝间距为，像屏与双缝屏间的距离为。然后，接通电源使光源正常工作。 (1)在实际操作中，通常会通过测量个间距取平均值的方法来减小测量误差。已知实验所用的测量头使用50分度的游标卡尺。某同学在成功观察到干涉图像后，开始进行数据记录，总共测量了7个相邻亮条纹间距的距离，初位置游标卡尺的读数为6.34mm，末位置游标卡尺的示数如图所示，其读数为 mm。 (2)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，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（保留一位有效数字）。 (3)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时，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半，则该透明介质的折射率为 。（已知空气的折射率为） (4)在写实验报告时，实验要求学生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，你觉得 （填“甲”或“乙”）同学的图像存在造假现象。 【答案】(1)10.52 (2) (3) (4)甲 【详解】（1）读数为 （2）两个相邻亮条纹间距为 由 得 （3）由， 得 又光从一种介质进入到另一种介质时，频率不变 所以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，两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半时，也变为原来的一半 由 变为原来的两倍即 （4）实验中移动目镜时，分划板中心刻度线不应移动，则甲同学的图像存在造假现象。 4．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，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、放大镜。 (1)M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝和 。 (2)观察到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a时，手轮的读数继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示， mm。 (3)若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长为 。（用x1、x2、l和d表示） (4)某同学观察到如图所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出干涉条纹的间距，则波长的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 【答案】(1)双缝 (2)9.764 (3) (4)大于 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 （2）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图丙可知 （3）根据条纹间距公式 因为 联立解得波长 （4）在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大，故波长的测量值偏大，即波长的测量值大于真实值。 5．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所示。 (1)图1的②处固定的元件是______。 A．单缝 B．双缝 C．滤光片 (2)已知双缝间的距离为d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏的距离为l=75.0cm，当分划板中心刻线对齐如图2所示的第1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为0.3mm，当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图3所示，则读数为 mm；由以上已知数据和测量数据可知，该红光的波长为 m（结果保留两位有效数字）。 (3)若实验时没加滤光片，将得到彩色干涉条纹，其特征是：中央为一条白色亮条纹，称为零级亮条纹；其余各级亮条纹都是彩色的，彩色条纹的排列以零级亮条纹为中心左右对称。中央白色亮纹的形成原因是 。 【答案】(1)A (2) 9.6 (3)见解析 【详解】（1）为了屏上出现清晰的干涉条纹，图中放置的器材从左往右依次为灯泡、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、光屏，即图1的②处固定的元件是单缝。 故选A。 （2）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 [2]相邻明条纹中心之间的间距 根据干涉条纹公式有 解得 （3）中央白色亮纹的形成原因是频率相同的各单色光各自发生干涉，其零级条纹均为亮条纹，叠加后形成白色亮条纹。 迁移创新 1．）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。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $