5.2 科学测量：用双缝干涉测光的波长（重难点专练）物理鲁科版选择性必修第一册

**基本信息** 聚焦双缝干涉测光波长实验，通过操作与读数计算双题型，系统提炼实验规范与数据处理方法，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |考操作|6题|调共轴、元件安装顺序（滤光片→单缝→双缝）、单缝双缝平行调节|实验原理→操作规范→误差控制| |考读数与计算|10题|测量头读数技巧、条纹间距计算（Δx=λL/d）、波长公式应用|数据读取→条纹间距分析→波长推导|

第2节 用双缝干涉测光的波长（题型突破） 题型01 考操作 题型02 考读数与计算 用双缝干涉测光的波长 ①操作:调共轴,安装单缝和双缝,放滤光片,观察单色光的干涉条纹 ②测波长:使分划板中心刻线对齐第1条和第n条亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数 ①考操作:调各器件的高度要使光沿遮光筒轴线到达光屏,使单缝与双缝平行、二者间距约为5~10 cm ②考读数:考测量头读数 ③考计算:会计算相邻条纹间距,根据公式Δx=λ求出波长 ▌题型01 考操作 1．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、、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜）。 (1)M、、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，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_____mm。 (3)若测出装置中双缝的间距、双缝到屏的距离，则形成此干涉图样的单色光的波长为_____mm。 【答案】(1)C (2)12.100 (3) 【详解】（1）为使双缝获得由同一单缝形成的相干光，光路中应先用滤光片获得单色光，再依次通过单缝和双缝。因此，，依次为滤光片、单缝、双缝。 故选C。 （2）测量头的主尺读数为，可动刻度读数为，故 （3）由双缝干涉条纹间距公式得 第1条到第5条亮条纹间有个条纹间距，故 由上式整理得 代入数据得 2．用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如下图所示。 (1)双缝应该放置在图中______处（填“A”或“B”）； (2)放红色滤光片时测得10条红亮条纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，测得10条绿亮条纹间的距离为b，则有a_____b（选填“大于”“小于”“等于”）。 【答案】(1)B (2)大于 【详解】（1）在双缝干涉实验中，光源发出的光经透镜汇聚，通过滤光片获得单色光，通过单缝，获得线光源，再通过双缝产生干涉条纹。装置顺序为：光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、光屏，因此双缝在B处。 （2）相邻亮条纹间距公式为，其中为双缝到光屏的距离，为双缝间距，为波长。红色光波长比绿色光波长长，其他条件不变时，红光干涉条纹间距更大。测得的10条亮条纹间的距离是9个间距之和，因此a大于b。 3．“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示，其中A为红色滤光片。 (1)B、C处放置的光学元件依次为________。 A．双缝  单缝 B．单缝  双缝 (2)某同学调试好后能观察到清晰的干涉条纹，若他对实验装置调整后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，且条纹数目有所增加。以下可以实现这个效果的是________。 A．仅将单缝向左移动少许 B．减小双缝间的距离 C．互换单缝与双缝位置 D．将红色滤光片换成绿色滤光片 【答案】(1)B (2)D 【详解】（1）“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光学元件的顺序为：光源→凸透镜→滤光片→单缝→双缝→像屏，目的是先得到线光源，再通过双缝得到相干光源，因此B是单缝、C是双缝。 故选B。 （2）A．双缝干涉的相邻条纹间距公式为 ，屏的观察范围固定，条纹数目增加说明相邻条纹间距减小。单缝左移不改变，条纹数目不变，故A错误； B．减小双缝间距，由公式得增大，条纹数目减少，故B错误； C．互换单缝与双缝位置，无法获得相干光源，不能得到稳定干涉条纹，故C错误； D．绿光波长比红光短，减小，由公式得减小，屏上条纹数目增加，故D正确。 故选D。 4．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距，毛玻璃屏与双缝间的距离，滤光片为红色滤光片，接通电源使光源正常工作。 (1)正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为________（填正确答案标号）。 A．双缝、单缝 B．单缝、双缝 (2)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，则条纹间的距离将________（填“变大”“变小”或“不变”）；则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 (3)若将光源改为激光，实验时用不到的元件有__________（填正确选项的字母）。 A．滤光片 B．单缝 C．双缝 【答案】(1)B (2) 变小 增多 (3)AB 【详解】（1）正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为单缝、双缝。 故选B。 （2）[1][2]若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，绿光的波长小于红光的波长，根据可知条纹间的距离将变小，观察到光屏上的条纹数会增多。 （3）AB．若将光源改为激光，激光的单色性很好，不需要滤光片和单缝，故AB正确； C．仍需要双缝，故C错误。 故选AB。 5．在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，测得双缝间距为d，双缝到屏的距离为L。 (1)实验时测得第1条与第N条暗条纹的中心间距为D，则光源发出的光波波长为__________（填正确答案标号）。 A． B． C． D． (2)在滤光片和双缝之间加入一个与光束垂直的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比__________（填正确答案标号）。 A．增加 B．减小 C．不变 【答案】(1)B (2)C 【详解】（1）第1条与第N条暗条纹的中心间距为D，说明相邻两条暗条纹间距 又 解得 故选B。 （2）偏振片的作用是仅将自然光变为偏振光，只降低出射光的强度，不会改变光的波长， 根据条纹间距公式 可知干涉条纹间距不变。 故选C。 6．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 ▌题型02 考读数与计算 1．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，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（目镜），如图甲所示。 (1)图甲中的M、N、P三个光学元件依次为________； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 (2)调整好光具座后，某同学仅换用红色、蓝色两种滤光片分别做实验，所得图样分别如图乙、丙所示，则乙图对应的是用________滤光片得到的图样（选填“红色”“蓝色”） (3)该同学在光屏上观察到如图丁所示的干涉图样后，他先将测量头的分划板中心刻线与A亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图戊所示，此时读数为________mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与B亮条纹中心对齐，记下此时图己中手轮上的示数，若已知该装置双缝间距，双缝到光屏的距离，形成此干涉图样的单色光的波长为________m（最后一空保留2位有效数字）。 【答案】(1)C (2)红色 (3) 2.420 【详解】（1）根据双缝干涉原理可知，M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片。 故选C。 （2）由公式可知，用红色、蓝色两种滤光片分别用同一装置做实验，由于红光的波长比蓝光波长长，则用红色滤光片做实验时条纹间距较大，可知乙图对应的是用红色滤光片得到的图样。 （3）[1]由图戊所示，此时读数为 [2]由图己所示，此时读数为 则相邻条纹间距为 又有 联立可得 2．在用双缝干涉测光的波长的实验中，实验装置如图甲所示。 (1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出下列几点，正确的是__________。 A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置 B．干涉条纹与双缝垂直 C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关 D．干涉条纹的间距与光的波长有关 (2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为__________mm。 (3)若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__________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【答案】(1)AD (2)0.700 (3)大于 【详解】（1）A．为了获得清晰的干涉条纹，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，A正确； B．干涉条纹与双缝平行，B错误； CD．根据干涉条纹间距公式，知干涉条纹的间距与单缝宽度无关，即干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无关，与光的波长有关，C错误，D正确。 故选AD； （2）手轮的读数为 （3）条纹与分划板中心刻线不平行时，有，为条纹与分划板中心刻线间的夹角，如图所示 故 3．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，图甲为该实验的装置示意图，装置中各部分的间距已用字母表示。 (1)关于该实验，下列说法正确的是（     ）（多选） A．仅增大，相邻亮条纹间距保持不变 B．拨杆的作用是调节单缝的宽度，进而调节干涉条纹的亮度 C．光只在毛玻璃屏上发生干涉 D．调节的长度可以改变干涉条纹的亮度 (2)某同学用该装置测得相邻亮条纹的距离为，已知双缝间距为，则该单色光波长的表达式为_____； A． B． C． D． (3)某同学将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数如图丙所示，图丙的读数为________cm，相邻亮纹的间距为________mm。 【答案】(1)AD (2)D (3) 1.67 1.30 【详解】（1）A．根据可知，仅增大单缝和双缝间距，相邻亮条纹间距保持不变，A正确； B．拨杆的作用是调节单、双缝平行，以获得清晰的条纹，B错误； C．光在双缝和毛玻璃之间的空间发生干涉，而不只在毛玻璃屏上发生干涉，C错误； D．调节的长度可以改变射入单缝的光的亮度，从而改变干涉条纹的亮度，D正确。 故AD。 （2）根据可知，其中l=L3，可得，故选D。 （3）[1]由图可知， [2]相邻亮纹的间距 4．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件（其中双缝和光屏连在遮光筒上）: A．白炽灯    B．单缝    C．光屏   D．双缝    E.滤光片 (1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：_____________； (2)如果用F红色激光做光源，则正确的排列顺序是：____________。 (3)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图），下列说法错误的是（　　） A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距 D．假若把此装置置于某种液体中测得某单色光的波长，结果将比在真空中测得该光波长短 (4)某同学在做实验时，第一次分划板中心刻线对齐第m 条亮纹的中心时，游标卡尺读数为，第二次分划板中心刻线对齐第n（n>m）条亮纹的中心时，游标卡尺的读数为 。已知双缝间距d，单缝到双缝的距离为，双缝到屏的距离，则计算光的波长的表达式为  ____________ 。 【答案】(1)AEBDC (2)FDC (3)A (4) 【详解】（1）用白炽灯做光源时，需要先通过滤光片获得单色光，再通过单缝形成线光源，最后通过双缝产生干涉，最终在光屏上呈现干涉条纹。用白炽灯做光源进行双缝干涉实验，元件的正确排列顺序是：白炽灯（A）、滤光片（E）、单缝（B）、双缝（D）、光屏（C），故正确的排列顺序是AEBDC。 （2）激光本身就是单色性好的线光源，不需要滤光片和单缝来处理，直接通过双缝即可产生干涉。故还需要双缝和光屏，故正确的排列顺序是FDC。 （3）A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误，符合题意； B．测量条纹位置时，分划板中心刻线与条纹中心对齐，能减小误差，故B正确，不符合题意； C．n条亮纹之间有个间距，则相邻条纹的间距，故C正确，不符合题意； D．根据 又，，有光的频率不变，联立可得光在液体中的波长 又，故，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选A。 （4）由题可得，相邻条纹间距 根据双缝干涉公式 联立解得 5．“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示， (1)在图1的装置中，1位置为___________（选填“单缝”或“双缝”） (2)若在目镜视场中发现整体很暗且条纹不清晰，需要___________（选填“上下”或“左右”）拨动拨杆，并且前后移动光源或透镜，使光源发出的光能更集中地会聚在___________（选填“①”或“②”）位置。若图样右侧条纹清晰，但左侧较暗，如图2所示，可调节___________（选填“拨杆”、“手轮”或“光源”），使整个目镜视场条纹清晰明亮。 (3)实验发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，如图3，则需要___________ A．拨动拨杆 B．旋转整个测量头 C．旋转单缝 D．转动测量头上的手轮 (4)干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离，式中指的是图1装置中___________ A．①③之间的距离 B．①④之间的距离 C．②③之间的距离 D．②④之间的距离 【答案】(1)单缝 (2) 左右 ① 光源 (3)B (4)C 【详解】（1）双缝干涉实验的装置沿光传播方向的顺序为：光源→透镜→单缝→双缝→遮光筒→测量头，1位置在双缝之前，因此是单缝。 （2）[1][2]拨杆的作用是左右调节单缝和双缝的取向，让单缝与双缝平行对齐，若整体视场暗、条纹不清晰，需要左右拨动拨杆对齐缝，同时调整光源/透镜位置，将光线会聚在单缝处，保证入射光充足。 [3]若视场单侧亮单侧暗，一侧暗一侧亮，是光源/光学元件中心不在光轴上，调节光源的高低/水平位置，让光轴对齐整个装置，就能让整个视场亮度均匀明亮。 （3）分划板中心刻线和干涉条纹不平行时，需要旋转整个测量头，让刻线与条纹取向一致。 故选B。 （4）公式中的是双缝到光屏（观察屏）的距离，对应图中②是双缝、③是光屏，因此是②③之间的距离。 故选C。 6．杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。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，如图甲所示。 (1)双缝间距，毛玻璃光屏与双缝间的距离。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时螺旋测微器上的示数情况如图丙所示，其读数为__________mm。若A、B两条亮纹中央间距，则所测光的波长为______（用所给物理量的字母表示）。 (2)若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1) 1.690 (2)大于 【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为 [2]若A、B两条亮纹中央间距为x，则条纹间距为 又因为 联立解得 （2）条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值 为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有 由于 可知波长的测量值大于实际值。 7．某实验小组在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。 (1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____（选填“垂直”或“平行”）放置。 (2)某同学使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。现仅改变一个实验条件，关于实验的操作和光屏上出现的现象的叙述，下列说法正确的是_____。 A．仅增大单缝到双缝的距离，观察到条纹间距增大 B．仅换用红色的滤光片，观察到条纹间距增大 C．仅换用更长的遮光筒，观察到条纹间距减小 D．仅去掉滤光片，仍能观察到干涉条纹 (3)移动测量头上的手轮，使分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐，图乙为此时10分度游标卡尺的读数_____，继续转动手轮，直到分划板中心刻线与第5条亮条纹中心对齐，此时游标卡尺的读数为。已知双缝间距离为，双缝到毛玻璃屏间距离为，则单色光波长_____（结果保留3位有效数字）。 (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)平行 (2)BD (3) 9.6 (4)大于 【详解】（1）该实验中单缝的作用获得线光源，而双缝的作用获得相干光源，二者应相互平行。 （2）A．由双缝干涉相邻条纹间距公式可知仅增大单缝到双缝的距离，观察到条纹间距不变，故A错误； B．由双缝干涉相邻条纹间距公式可知仅换用红色的滤光片，波长变大，观察到条纹间距增大，故B正确； C．由双缝干涉相邻条纹间距公式可知仅换用更长的遮光筒，双缝到屏的距离增大，观察到条纹间距增大，故C错误； D．仅去掉滤光片，通过双缝和单缝的光为白光，在光屏上出现彩色干涉条纹，故D正确。 故选BD。 （3）[1] 10分度游标卡尺的精确度是，读数为 [2]相邻条纹间距为 由，可得单色光波长 （4）在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大，由可知波长的测量值大于其实际值。 8．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将器材按要求安装，如图（a）所示，现选用缝间距d=0.20mm的双缝片，像屏与双缝片间的距离L=500mm。 (1)如图所示，a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得到：c、d是光的______图样（选填“双缝干涉”或“单缝衍射”），若采用的实验装置相同，则形成a图样的光的波长______（选填“大于”“小于”或“等于”）b图样的光的波长。 (2)关于该实验，下列说法正确的是 。 A．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，可增大双缝间距 B．若要将红光干涉更换成绿光干涉，需要更换单缝 C．将滤光片由红色换成蓝色，其他条件保持不变，干涉条纹间距变窄 (3)某次实验中，已知单缝宽度d1=0.10mm，单缝到毛玻璃距离L1=80cm，双缝宽度d2=0.20mm，双缝到毛玻璃距离L2=70cm，将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1，手轮上读数为12.50mm；接着转动手轮，使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心，此时手轮上示数如图（b）所示，读数x2=__________mm。该光的波长λ=_________m（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) 单缝衍射 大于 (2)C (3) 24.55 【详解】（1）[1]单缝衍射条纹间距不相等，中间宽，两侧窄，故c、d是光的单缝衍射图样； [2]双缝干涉条纹间距相等，条纹的宽度，a图样中条纹间距大于b图样，故形成a图样的光的波长大于b图样的光的波长。 （2）A．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度将增大，根据，可减小双缝间距，故A错误； B．若要将红光干涉更换成绿光干涉，更换滤光片即可，不需要更换单缝，故B错误； C．若将滤光片由红色换成蓝色，则波长变小，根据，干涉条纹间距将变窄，故C正确。 故选C。 （3）[1]游标卡尺精确度为0.05mm，读数 [2] 相邻亮条纹间距为，根据 解得 9．“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光照强度在轴上各点的分布情况，通过计算机显示成图像。 (1)单缝挡光片应该是图甲中____________（填“P”或“Q”）。 (2)光源有红光和蓝光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是____________（填“乙”或“丙”）。 (3)某次实验中，已知双缝间距为，双缝到光传感器间的距离为，计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为，第5条明条纹中心的横坐标为，由以上数据可测得该单色光的波长是____________（保留三位有效数字）。 【答案】(1)P (2)丙 (3) 【详解】（1）双缝干涉实验中，光源发出的光需要先经过单缝形成线光源，再照射到双缝上产生干涉。由图甲可知，挡光片P靠近光源，挡光筒Q靠近光传感器，因此单缝挡光片为P （2）红光波长大于蓝光，双缝干涉条纹间距与波长成正比。波长越长，条纹间距越大。对比图乙和图丙，图丙的条纹间距大于图乙，因此图丙对应红光，图乙对应蓝光。 （3）已知双缝间距，双缝到光传感器距离，第1条明纹中心横坐标，第5条明纹中心横坐标 相邻明纹间距 由双缝干涉条纹间距公式 解得 10．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 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 用双缝干涉测光的波长（题型突破） 题型01 考操作 题型02 考读数与计算 用双缝干涉测光的波长 ①操作:调共轴,安装单缝和双缝,放滤光片,观察单色光的干涉条纹 ②测波长:使分划板中心刻线对齐第1条和第n条亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数 ①考操作:调各器件的高度要使光沿遮光筒轴线到达光屏,使单缝与双缝平行、二者间距约为5~10 cm ②考读数:考测量头读数 ③考计算:会计算相邻条纹间距,根据公式Δx=λ求出波长 ▌题型01 考操作 1．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、、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜）。 (1)M、、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，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_____mm。 (3)若测出装置中双缝的间距、双缝到屏的距离，则形成此干涉图样的单色光的波长为_____mm。 2．用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如下图所示。 (1)双缝应该放置在图中______处（填“A”或“B”）； (2)放红色滤光片时测得10条红亮条纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，测得10条绿亮条纹间的距离为b，则有a_____b（选填“大于”“小于”“等于”）。 3．“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示，其中A为红色滤光片。 (1)B、C处放置的光学元件依次为________。 A．双缝  单缝 B．单缝  双缝 (2)某同学调试好后能观察到清晰的干涉条纹，若他对实验装置调整后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，且条纹数目有所增加。以下可以实现这个效果的是________。 A．仅将单缝向左移动少许 B．减小双缝间的距离 C．互换单缝与双缝位置 D．将红色滤光片换成绿色滤光片 4．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距，毛玻璃屏与双缝间的距离，滤光片为红色滤光片，接通电源使光源正常工作。 (1)正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为________（填正确答案标号）。 A．双缝、单缝 B．单缝、双缝 (2)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，则条纹间的距离将________（填“变大”“变小”或“不变”）；则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 (3)若将光源改为激光，实验时用不到的元件有__________（填正确选项的字母）。 A．滤光片 B．单缝 C．双缝 5．在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，测得双缝间距为d，双缝到屏的距离为L。 (1)实验时测得第1条与第N条暗条纹的中心间距为D，则光源发出的光波波长为__________（填正确答案标号）。 A． B． C． D． (2)在滤光片和双缝之间加入一个与光束垂直的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比__________（填正确答案标号）。 A．增加 B．减小 C．不变 6．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） ▌题型02 考读数与计算 1．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，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（目镜），如图甲所示。 (1)图甲中的M、N、P三个光学元件依次为________； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 (2)调整好光具座后，某同学仅换用红色、蓝色两种滤光片分别做实验，所得图样分别如图乙、丙所示，则乙图对应的是用________滤光片得到的图样（选填“红色”“蓝色”） (3)该同学在光屏上观察到如图丁所示的干涉图样后，他先将测量头的分划板中心刻线与A亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图戊所示，此时读数为________mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与B亮条纹中心对齐，记下此时图己中手轮上的示数，若已知该装置双缝间距，双缝到光屏的距离，形成此干涉图样的单色光的波长为________m（最后一空保留2位有效数字）。 2．在用双缝干涉测光的波长的实验中，实验装置如图甲所示。 (1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出下列几点，正确的是__________。 A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置 B．干涉条纹与双缝垂直 C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关 D．干涉条纹的间距与光的波长有关 (2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为__________mm。 (3)若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__________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 3．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，图甲为该实验的装置示意图，装置中各部分的间距已用字母表示。 (1)关于该实验，下列说法正确的是（     ）（多选） A．仅增大，相邻亮条纹间距保持不变 B．拨杆的作用是调节单缝的宽度，进而调节干涉条纹的亮度 C．光只在毛玻璃屏上发生干涉 D．调节的长度可以改变干涉条纹的亮度 (2)某同学用该装置测得相邻亮条纹的距离为，已知双缝间距为，则该单色光波长的表达式为_____； A． B． C． D． (3)某同学将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数如图丙所示，图丙的读数为________cm，相邻亮纹的间距为________mm。 4．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件（其中双缝和光屏连在遮光筒上）: A．白炽灯    B．单缝    C．光屏   D．双缝    E.滤光片 (1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：_____________； (2)如果用F红色激光做光源，则正确的排列顺序是：____________。 (3)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图），下列说法错误的是（　　） A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距 D．假若把此装置置于某种液体中测得某单色光的波长，结果将比在真空中测得该光波长短 (4)某同学在做实验时，第一次分划板中心刻线对齐第m 条亮纹的中心时，游标卡尺读数为，第二次分划板中心刻线对齐第n（n>m）条亮纹的中心时，游标卡尺的读数为 。已知双缝间距d，单缝到双缝的距离为，双缝到屏的距离，则计算光的波长的表达式为  ____________ 。 5．“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示， (1)在图1的装置中，1位置为___________（选填“单缝”或“双缝”） (2)若在目镜视场中发现整体很暗且条纹不清晰，需要___________（选填“上下”或“左右”）拨动拨杆，并且前后移动光源或透镜，使光源发出的光能更集中地会聚在___________（选填“①”或“②”）位置。若图样右侧条纹清晰，但左侧较暗，如图2所示，可调节___________（选填“拨杆”、“手轮”或“光源”），使整个目镜视场条纹清晰明亮。 (3)实验发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，如图3，则需要___________ A．拨动拨杆 B．旋转整个测量头 C．旋转单缝 D．转动测量头上的手轮 (4)干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离，式中指的是图1装置中___________ A．①③之间的距离 B．①④之间的距离 C．②③之间的距离 D．②④之间的距离 6．杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。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，如图甲所示。 (1)双缝间距，毛玻璃光屏与双缝间的距离。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时螺旋测微器上的示数情况如图丙所示，其读数为__________mm。若A、B两条亮纹中央间距，则所测光的波长为______（用所给物理量的字母表示）。 (2)若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 7．某实验小组在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。 (1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____（选填“垂直”或“平行”）放置。 (2)某同学使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。现仅改变一个实验条件，关于实验的操作和光屏上出现的现象的叙述，下列说法正确的是_____。 A．仅增大单缝到双缝的距离，观察到条纹间距增大 B．仅换用红色的滤光片，观察到条纹间距增大 C．仅换用更长的遮光筒，观察到条纹间距减小 D．仅去掉滤光片，仍能观察到干涉条纹 (3)移动测量头上的手轮，使分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐，图乙为此时10分度游标卡尺的读数_____，继续转动手轮，直到分划板中心刻线与第5条亮条纹中心对齐，此时游标卡尺的读数为。已知双缝间距离为，双缝到毛玻璃屏间距离为，则单色光波长_____（结果保留3位有效数字）。 (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。 8．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将器材按要求安装，如图（a）所示，现选用缝间距d=0.20mm的双缝片，像屏与双缝片间的距离L=500mm。 (1)如图所示，a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得到：c、d是光的______图样（选填“双缝干涉”或“单缝衍射”），若采用的实验装置相同，则形成a图样的光的波长______（选填“大于”“小于”或“等于”）b图样的光的波长。 (2)关于该实验，下列说法正确的是 。 A．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，可增大双缝间距 B．若要将红光干涉更换成绿光干涉，需要更换单缝 C．将滤光片由红色换成蓝色，其他条件保持不变，干涉条纹间距变窄 (3)某次实验中，已知单缝宽度d1=0.10mm，单缝到毛玻璃距离L1=80cm，双缝宽度d2=0.20mm，双缝到毛玻璃距离L2=70cm，将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1，手轮上读数为12.50mm；接着转动手轮，使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心，此时手轮上示数如图（b）所示，读数x2=__________mm。该光的波长λ=_________m（结果保留两位有效数字）。 9．“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光照强度在轴上各点的分布情况，通过计算机显示成图像。 (1)单缝挡光片应该是图甲中____________（填“P”或“Q”）。 (2)光源有红光和蓝光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是____________（填“乙”或“丙”）。 (3)某次实验中，已知双缝间距为，双缝到光传感器间的距离为，计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为，第5条明条纹中心的横坐标为，由以上数据可测得该单色光的波长是____________（保留三位有效数字）。 10．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）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $