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

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摘要:

本讲义聚焦高中物理“用双缝干涉测量光的波长”实验,系统梳理实验目的、器材、原理(Δx = Lλ/d)及步骤,构建从仪器安装(光源、滤光片、单缝、双缝等共轴调节)、条纹观察到数据测量(Δx、L、d)的完整学习支架。 资料以科学探究为核心,通过详尽实验注意事项(如单缝双缝平行调节)、典例变式及过关验收题,培养科学思维(公式推理、误差分析)与实验能力。课中辅助教师演示指导,课后助力学生巩固操作要点与计算方法,有效查漏补缺。

内容正文:

第四章 第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长 内 容 导 航 题型1 用双缝干涉测量光的波长 考 点 演 练 题型1 用双缝干涉测量光的波长 解|题|知|识 (一)实验目的 观察干涉图样,测定光的波长. (二)实验器材 双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头)、刻度尺. (三)实验原理 双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离△x与波长λ、双缝间距离d及双缝到屏的距离L满足△x.因此,只要测出△x、d和L,即可求出波长λ. (四)实验步骤 (1)观察双缝干涉图样 ①将光源、滤光片、单缝、双缝、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,使双缝与单缝的缝平行,二者间距5~10cm. ⑤观察白光的干涉条纹. ⑥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,转动手轮,使分划板中心刻线移动,记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2,a1与a2之差即n条亮纹的间距. ③用刻度尺测量 双缝到光屏间距离l (d是已知的). ④重复测量、计算,求出波长的平均值. ⑤换用不同滤光片,重复实验测量其他单色光的波长. (五)注意事项 (1)安装器材时,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. (2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近. (3)调节的基本依据是:照在屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头、遮光筒不共轴所致,干涉条纹不清晰的主要原因是单缝与双缝不平行. (4)光波波长很短,△x、l的测量对波长λ的影响很大,l用毫米刻度尺测量,△x利用测量头测量.可测多条亮纹间距再求△x,采用多次测量求λ的平均值法,可减小误差. 【典例1】如图所示是研究光的双缝干涉的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,屏上的O点到两缝的距离相等。用频率为f的单色光垂直照射双缝,在屏上会产生干涉条纹。由O向上数,在光屏的P点出现第4条暗条纹。已知光速为c,则P到双缝S1、S2的距离之差r2﹣r1为(  ) A. B. C. D. 【答案】D 【解答】解:在光屏的P点出现第4条暗条纹,根据明暗条纹排列规律可知,P到双缝S1、S2的距离之差为:Δr 又根据波长公式知: 联立代入解得:,故ABC错误,D正确。 故选:D。 【变式1】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P到双缝S1、S2的路程差为9.375×10﹣7m。如图乙所示,已知真空中的光速为3×108m/s,如果用频率为4.8×1014Hz的橙光照射双缝,则下列说法正确的是(  ) A.该橙光的波长是6.25×10﹣7m B.P点出现亮条纹 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.仅将橙光换成紫光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变 【答案】A 【解答】解:A.橙光的波长为λ6.25×10﹣7m,故A正确; B.由于ΔL=9.375×10﹣7mλ,是半波长的整数倍,故p点是振动的减弱点,p点出现暗条纹,B错误; C.红光波长比橙光长,根据Δxλ,在其他条件不变的情况下,光的波长增大,相邻两亮条纹的中心间距变大,C错误; D.紫光波长比橙光短,在其他条件不变的情况下,光的波长减小,相邻两亮条纹的中心间距变小,D错误。 故选:A。 【变式2】如图所示,“用双缝干涉测量光的波长”实验中,双缝间距为d,双缝到光屏的距离为l。用激光照射双缝,光屏上出现明暗相间的条纹,A处为暗条纹、B处为亮条纹,且A、B间还有3条暗纹。测得A、B处条纹中心相距为x,则该激光的波长为(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【解答】解:设相邻亮暗条纹之间的距离Δx,则相邻亮条纹与暗条纹之间的距离为 A、B处条纹中心相距为x,根据题意 相邻亮暗条纹之间的距离 根据双缝干涉条纹间距公式 解得波长,故ABD错误,C正确。 故选:C。 【变式3】某兴趣小组做双缝干涉实验。用某单色光照射单缝,如图所示在屏上P1处出现第2级亮纹。仅改变双缝间距后。P1处出现第3级暗纹,则改变后双缝间距是原来的(  ) A.倍 B.倍 C.倍 D.倍 【答案】C 【解答】解:当P1出现第2级亮条纹时,根据双缝干涉条纹间距公式,条纹间距 当P1出现第3级暗条纹时,根据双缝干涉条纹间距公式,条纹间距 当P1出现第2级亮条纹时满足PP1=2Δx1 当P1出现第3级暗条纹时满足 联立解得 即改变后双缝间距是原来的倍,故ABD错误,C正确。 故选:C。 过 关 验 收 1.下列说法正确的是(  ) A.光的偏振现象说明光是一种纵波 B.用两根平行铅笔之间的缝隙观察衍射条纹,缝隙越窄,观察到的中央衍射条纹越宽 C.某玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,则在该玻璃中传播速度a光大于b光 D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验,屏上某点到两缝的路程差是该光半波长的整数倍时,出现暗条纹 【答案】B 【解答】解:A.光的偏振现象说明光是一种横波,故A错误; B.用两根平行铅笔之间的缝隙观察衍射条纹,缝隙越窄,衍射越明显,观察到的中央衍射条纹越宽,故B正确; C.某玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,根据v可知,在该玻璃中传播速度a光小于b光,故C错误; D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验,屏上某点到两缝的路程差是该光半波长的奇数倍时,出现暗条纹,故D错误; 故选:B。 2.小齐同学利用光的双缝干涉原理测量液体的折射率。方法是将待测液体填充到特制透明容器中(容器未画出,不考虑器壁对光的影响),放置在双缝与光屏之间(之前为空气),如图所示。测量填充前的相邻两条亮条纹中心间距x1和填充后的相邻两条亮条纹中心间距x2,然后可以计算出该液体的折射率。已知常见的液体折射率如表所示,某次实验测得x1=0.75mmx2=0.55mm,则该液体为(  ) 介质 水 酒精 煤油 花生油 折射率 1.33 1.36 1.45 1.47 A.水 B.酒精 C.煤油 D.花生油 【答案】B 【解答】解:根据可得光的波长为,设光的频率为f,光在空气中和在液体中的频率不变,根据v=λf和联立可得,介质的折射率为n,代入数据得n=1.36,查表可知这种液体是酒精,故B正确,ACD错误。 故选:B。 3.如图所示为双缝干涉的实验装置,图中有六个光学元件的名称空缺,关于它们的名称正确的是(  ) A.②单缝③双缝⑥目镜 B.①滤光片②双缝③遮光筒 C.①单缝③双缝⑥毛玻璃 D.②凸透镜③双缝④遮光筒 【答案】A 【解答】解:凸透镜对光有会聚作用,光源后面要有凸透镜、单缝、双缝,则①是凸透镜,②是单缝,③是双缝;遮光筒可防止外界光干扰实验,④是遮光筒,⑤是毛玻璃屏,⑥是目镜。故A正确,BCD错误。 故选:A。 4.某同学通过实验得到了如图所示的四幅图案,在下列四个选项中,哪一个可能是由双缝干涉实验得到的图案(  ) A. B. C. D. 【答案】A 【解答】解:双缝干涉条纹是明暗相间的平行直线条纹,条纹间距相等,故A正确,BCD错误。 故选:A。 5.某实验小组用双缝干涉测量光的波长,实验装置如图所示。 将实验仪器按要求安装在光具座上,在题图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是(  ) A.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间 B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 C.A处为双缝,B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 【答案】D 【解答】解:用双缝干涉测量光的波长,实验仪器从左向右是:光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、光屏,故D正确,ABC错误。 故选:D。 (多选)6.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,经调节后在目镜中观察到如图甲所示的单色光干涉条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示的条纹,则改变的实验条件可能是(  ) A.减小光源到单缝的距离 B.增大双缝之间的距离 C.增大双缝到光屏之间的距离 D.将红色滤光片改为绿色滤光片 【答案】BD 【解答】解:甲图中条纹的间距比乙图大,根据双缝干涉的条纹间距公式Δxλ知,乙图中可能是光的波长变短,也可能缝与屏间距减小,也可能双缝间距增大。 A、由上公式,可知,条纹间距与光源到单缝的距离无关,故A错误; B、由上分析可知,故B正确; C、由上分析,可知,应该减小双缝到光屏之间的距离,故C错误; D、将红色滤光片改为绿色滤光片,波长变短,故D正确。 故选:BD。 (多选)7.利用如图所示的装置测量光的波长时,若双缝间距为d,屏与双缝间距为l。当插上红色滤光片后,从目镜中观测到第1个亮条纹与第n个亮条纹的间距为Δx,则(  ) A.换用间距较小的双缝,目镜中观察到的亮条纹个数将减少 B.将屏向双缝移动,目镜中观察到的亮条纹个数将减少 C.取下红色滤光片,目镜上不会观察到干涉条纹 D.红光的波长为 【答案】AD 【解答】解:A、根据干涉条纹间距公式可知,换用间距较小的双缝,条纹间距增大,则目镜中观察到的亮条纹个数将减小,故A正确; B、将屏向双缝移动,根据干涉条纹间距公式可知,条纹间距减小,则目镜中观察到的亮条纹个数将增多,故B错误; C、取下红色滤光片,目镜上将观察到彩色的干涉条纹,故C错误; D、干涉条纹间距为,根据干涉条纹间距公式可得红光的波长为:,故D正确。 故选:AD。 8.某物理兴趣小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,依次把光学元件光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜放在光具座上,如图甲所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为 A  ; A.滤光片、单缝、双缝 B.滤光片、双缝、单缝 C.双缝、滤光片、单缝 (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,他的操作正确的是 D  ; 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)在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时,卡尺上的示数如图丁所示,则该干涉条纹位置是 1.725  cm。 (4)在测定某单色光波长的实验中,测得光源到单缝间距为L1,单缝到双缝间距为L2,双缝到光屏间距为L3,单缝宽为d1,双缝间距为d2,测得连续五条亮纹位置,其中第一条纹位置为x1,第五条纹位置为x5(x5>x1),则条纹间距为Δx=   ,该单色光的波长为λ=   。 【答案】(1)A;(2)D;(3)1.725;(4),。 【解答】解:(1)滤光片是形成单色光源,单缝的作用是形成线性光线光源,双缝的作用是形成相干光源,故M、N、P依次为滤光片、单缝、双缝,故A正确,BC错误。 故选:A。 (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,相邻条纹间距减小。 A.换用长度更长的遮光筒,根据可知相邻条纹间距增大,故A错误; B.增大单缝到双缝的距离,根据可知对相邻条纹间距没有影响,故B错误; C.换用间距更小的双缝,根据可知相邻条纹间距增大,故C错误; D.红色滤光片换成紫色滤光片,光的波长减小,根据可知相邻条纹间距减小,故D正确。 故选:D。 (3)图中游标卡尺的最小分度值为0.05mm,则该条纹的位置为17mm+5×0.05mm=17.25mm=1.725cm (4)相邻亮条纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式有 联立得 故答案为:(1)A;(2)D;(3)1.725;(4),。 9.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,如图甲所示,将实验装置按要求安装在光具座上,并选用缝间距为d的双缝屏。从光具座的刻度尺上读出毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使发白光的光源正常工作。 (1)组装仪器时,若单缝和双缝均与竖直方向成45°平行放置,则  B  ; A.可观察到水平的干涉条纹 B.可观察到倾斜的干涉条纹 C.看不到干涉现象 (2)若实验中在毛玻璃屏上得到的干涉图样如图乙所示,屏上的分划板刻线分别位于图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2(x2>x1),则单色光波长的表达式λ=   。 (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,在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx,则波长的测量值  大于  (填“大于”、“小于”或“等于”)其实际值。 【答案】(1)B;(2);(3)大于 【解答】解:(1)组装仪器时,若单缝和双缝均与竖直方向成45°平行放置,则可观察到倾斜的干涉条纹。 故选:B。 (2)条纹间距为 由 可得 (3)条纹与分划板中心刻线不平行时,实际值Δx实=Δx测cosθ,θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角,故 Δx实<Δx测 由 可知测量值大于实际值。 故答案为:(1)B;(2);(3)大于 10.图甲为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图。 回答下列问题: (1)图甲中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是  B  A.单缝、滤光片、双缝 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、双缝、滤光片 (2)在某次实验中,已知两缝间的距离为0.3mm,以某单色光做实验,在离双缝1.2m远的屏上,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纹中心对齐,将该亮纹定义为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,丙的读数为  15.240  mm。根据以上实验,测得的这种光的波长为  6.52×10﹣7 m(结果保留3位有效数字)。 【答案】(1)B;(2)15.240、6.52×10﹣7(或6.53×10﹣7也正确)。 【解答】解:(1)用双缝干涉测量光的波长实验中,安装仪器从左到右的顺序为:光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。故AC错误,B正确。 故选:B。 (2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,螺旋测微器的读数为:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm),所以丙的读数为x6=15mm+24.0×0.01mm=15.240mm 由“用双缝干涉测量光的波长”计算波长的公式有: 代入数据解得:λ≈6.52×10﹣7m 或λ=6.53×10﹣7m 故答案为:(1)B;(2)15.240、6.52×10﹣7(或6.53×10﹣7也正确)。 11.已知双缝间距离d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm,如图甲所示,实验时先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心,此时游标卡尺示数如题图丙所示,读数为x1= 0.3  mm,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹中心,如图乙所示,此时游标卡尺示数如图丁所示,则游标卡尺上的读数x2= 6=9.6  mm。由以上已知数据和测量数据,可测得该单色光的波长是  6.2×10﹣7 m。(计算结果保留两位有效数字) 【答案】0.3;9.6;6.2×10﹣7。 【解答】解:游标尺是10分度的,其精确值为0.1mm, 图戊的示数主尺为:0mm;游标尺的第3刻度与上面对齐,读数为0.1×3mm=0.3mm,总读数为0.3mm; 图己的示数主尺为:9mm;游标尺的第6刻度与上面对齐,读数为0.1×6mm=0.6mm,总读数为9.6mm。 根据Δxλ得: λ m=6.2×10﹣7m, 故答案为:0.3;9.6;6.2×10﹣7。 学科网(北京)股份有限公司 $ 第四章 第4节 实验:用双缝干涉测量光的波长 内 容 导 航 题型1 用双缝干涉测量光的波长 考 点 演 练 题型1 用双缝干涉测量光的波长 解|题|知|识 (一)实验目的 观察干涉图样,测定光的波长. (二)实验器材 双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头)、刻度尺. (三)实验原理 双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离△x与波长λ、双缝间距离d及双缝到屏的距离L满足△x.因此,只要测出△x、d和L,即可求出波长λ. (四)实验步骤 (1)观察双缝干涉图样 ①将光源、滤光片、单缝、双缝、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,使双缝与单缝的缝平行,二者间距5~10cm. ⑤观察白光的干涉条纹. ⑥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,转动手轮,使分划板中心刻线移动,记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2,a1与a2之差即n条亮纹的间距. ③用刻度尺测量 双缝到光屏间距离l (d是已知的). ④重复测量、计算,求出波长的平均值. ⑤换用不同滤光片,重复实验测量其他单色光的波长. (五)注意事项 (1)安装器材时,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. (2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近. (3)调节的基本依据是:照在屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头、遮光筒不共轴所致,干涉条纹不清晰的主要原因是单缝与双缝不平行. (4)光波波长很短,△x、l的测量对波长λ的影响很大,l用毫米刻度尺测量,△x利用测量头测量.可测多条亮纹间距再求△x,采用多次测量求λ的平均值法,可减小误差. 【典例1】如图所示是研究光的双缝干涉的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,屏上的O点到两缝的距离相等。用频率为f的单色光垂直照射双缝,在屏上会产生干涉条纹。由O向上数,在光屏的P点出现第4条暗条纹。已知光速为c,则P到双缝S1、S2的距离之差r2﹣r1为(  ) A. B. C. D. 【变式1】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P到双缝S1、S2的路程差为9.375×10﹣7m。如图乙所示,已知真空中的光速为3×108m/s,如果用频率为4.8×1014Hz的橙光照射双缝,则下列说法正确的是(  ) A.该橙光的波长是6.25×10﹣7m B.P点出现亮条纹 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.仅将橙光换成紫光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变 【变式2】如图所示,“用双缝干涉测量光的波长”实验中,双缝间距为d,双缝到光屏的距离为l。用激光照射双缝,光屏上出现明暗相间的条纹,A处为暗条纹、B处为亮条纹,且A、B间还有3条暗纹。测得A、B处条纹中心相距为x,则该激光的波长为(  ) A. B. C. D. 【变式3】某兴趣小组做双缝干涉实验。用某单色光照射单缝,如图所示在屏上P1处出现第2级亮纹。仅改变双缝间距后。P1处出现第3级暗纹,则改变后双缝间距是原来的(  ) A.倍 B.倍 C.倍 D.倍 过 关 验 收 1.下列说法正确的是(  ) A.光的偏振现象说明光是一种纵波 B.用两根平行铅笔之间的缝隙观察衍射条纹,缝隙越窄,观察到的中央衍射条纹越宽 C.某玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,则在该玻璃中传播速度a光大于b光 D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验,屏上某点到两缝的路程差是该光半波长的整数倍时,出现暗条纹 2.小齐同学利用光的双缝干涉原理测量液体的折射率。方法是将待测液体填充到特制透明容器中(容器未画出,不考虑器壁对光的影响),放置在双缝与光屏之间(之前为空气),如图所示。测量填充前的相邻两条亮条纹中心间距x1和填充后的相邻两条亮条纹中心间距x2,然后可以计算出该液体的折射率。已知常见的液体折射率如表所示,某次实验测得x1=0.75mmx2=0.55mm,则该液体为(  ) 介质 水 酒精 煤油 花生油 折射率 1.33 1.36 1.45 1.47 A.水 B.酒精 C.煤油 D.花生油 3.如图所示为双缝干涉的实验装置,图中有六个光学元件的名称空缺,关于它们的名称正确的是(  ) A.②单缝③双缝⑥目镜 B.①滤光片②双缝③遮光筒 C.①单缝③双缝⑥毛玻璃 D.②凸透镜③双缝④遮光筒 4.某同学通过实验得到了如图所示的四幅图案,在下列四个选项中,哪一个可能是由双缝干涉实验得到的图案(  ) A. B. C. D. 5.某实验小组用双缝干涉测量光的波长,实验装置如图所示。 将实验仪器按要求安装在光具座上,在题图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是(  ) A.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间 B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 C.A处为双缝,B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 (多选)6.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,经调节后在目镜中观察到如图甲所示的单色光干涉条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示的条纹,则改变的实验条件可能是(  ) A.减小光源到单缝的距离 B.增大双缝之间的距离 C.增大双缝到光屏之间的距离 D.将红色滤光片改为绿色滤光片 (多选)7.利用如图所示的装置测量光的波长时,若双缝间距为d,屏与双缝间距为l。当插上红色滤光片后,从目镜中观测到第1个亮条纹与第n个亮条纹的间距为Δx,则(  ) A.换用间距较小的双缝,目镜中观察到的亮条纹个数将减少 B.将屏向双缝移动,目镜中观察到的亮条纹个数将减少 C.取下红色滤光片,目镜上不会观察到干涉条纹 D.红光的波长为 8.某物理兴趣小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,依次把光学元件光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜放在光具座上,如图甲所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为    ; A.滤光片、单缝、双缝 B.滤光片、双缝、单缝 C.双缝、滤光片、单缝 (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,他的操作正确的是    ; 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)在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时,卡尺上的示数如图丁所示,则该干涉条纹位置是    cm。 (4)在测定某单色光波长的实验中,测得光源到单缝间距为L1,单缝到双缝间距为L2,双缝到光屏间距为L3,单缝宽为d1,双缝间距为d2,测得连续五条亮纹位置,其中第一条纹位置为x1,第五条纹位置为x5(x5>x1),则条纹间距为Δx= ,该单色光的波长为λ= 。 9.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,如图甲所示,将实验装置按要求安装在光具座上,并选用缝间距为d的双缝屏。从光具座的刻度尺上读出毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使发白光的光源正常工作。 (1)组装仪器时,若单缝和双缝均与竖直方向成45°平行放置,则     ; A.可观察到水平的干涉条纹 B.可观察到倾斜的干涉条纹 C.看不到干涉现象 (2)若实验中在毛玻璃屏上得到的干涉图样如图乙所示,屏上的分划板刻线分别位于图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2(x2>x1),则单色光波长的表达式λ=  。 (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,在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx,则波长的测量值     (填“大于”、“小于”或“等于”)其实际值。 10.图甲为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图。 回答下列问题: (1)图甲中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是     A.单缝、滤光片、双缝 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、双缝、滤光片 (2)在某次实验中,已知两缝间的距离为0.3mm,以某单色光做实验,在离双缝1.2m远的屏上,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纹中心对齐,将该亮纹定义为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,丙的读数为     __________mm。根据以上实验,测得的这种光的波长为   m(结果保留3位有效数字)。 11.已知双缝间距离d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm,如图甲所示,实验时先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心,此时游标卡尺示数如题图丙所示,读数为x1=    mm,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹中心,如图乙所示,此时游标卡尺示数如图丁所示,则游标卡尺上的读数x2=    mm。由以上已知数据和测量数据,可测得该单色光的波长是   m。(计算结果保留两位有效数字) 学科网(北京)股份有限公司 $

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4.4实验:用双缝干涉测量光的波长 同步讲义-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册-第1页
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