第4章 4. 实验：用双缝干涉测量光的波长-2026-2027学年高中物理选择性必修第一册课堂重点&课时训练合集（人教版）

人教版·选择性必修第一册·第四章光 实验：用双缝干涉测量光的波长 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心要点 关键内容 1 实验目的 用双缝干涉实验测量单色光的波长 2 实验原理 相邻两条亮条纹（或暗条纹）间距公式：△y=(Ld)·入，则入=(d·△y/心 公式中各物理量 d:双缝间距（两条狭缝中心间距离）；L:双缝到光屏的距离；△y:相邻亮条 3 纹中心间距离；入：光的波长 实验器材 光具座、光源（单色光）、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏（或目镜）、测 4 量头（螺旋测微器或游标卡尺） 5 器材安装顺序 光源→滤光片→单缝→双缝→遮光筒→光屏（测量头），各元件中心共轴 6 单缝作用 获得线光源，使通过双缝后满足相干条件 7 双缝作用 获得相干光源，形成稳定的干涉图样 8 滤光片作用 获得单色光，使干涉条纹清晰可辨 条纹间距测量方法 用测量头测出n条亮条纹中心间距离a,则△y=a/八n-l)(注意：n条条纹有n-l 9 个间距) 注意事项 √先调共轴，再放滤光片；√测量头测亮条纹中心位置；√多次测量求平均值 10 减小误差；√选用波长较长的单色光，条纹间距更大，便于测量 核心公式汇总 条纹间距：△y=(L/d)·入 波长计算：入=(d·△y)/L=(d·a/L·(n-1)》 单位规范：d、L、△y、a均用米(m),入用米(m),最终结果常以纳米(nm)表示，1nm=10-9m 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共30分） 1.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，滤光片的作用是 A.获得线光源 B.获得相干光源C.获得单色光D.增大光的强度 2.在双缝干涉实验中，单缝的作用是 A.获得单色光B.获得线光源C.获得相干光源D.增大条纹间距 3.双缝干涉实验中，双缝的作用是 A.获得单色光B.获得线光源C.获得相干光源 D.减小实验误差 4.用双缝干涉测量光的波长，相邻两条亮条纹间距的表达式为 A.△y=(d·L)/nB.△y=(L·)/dC.△y=(d·)/LD.△y=(L·d)/ 5.在双缝干涉实验中，若仅将双缝间距d增大，其他条件不变，则相邻亮条纹间距△y将 A.增大B.减小C.不变D.无法确定 6.在双缝干涉实验中，若仅将双缝到光屏的距离L增大，其他条件不变，则相邻亮条纹间距△y将 A.增大B.减小C.不变D.无法确定 7.用测量头测出n条亮条纹中心间的距离为a,则相邻亮条纹间距△y为 A.a/nB.a/(n+1)c.a/(n-1)D.a·(n-1) 8.实验中测得双缝间距d=0.20mm,双缝到光屏距离L=1.00m,相邻亮条纹间距△y=2.50mm,则光的波长为 A.5.0×10-7mB.5.0×10-6mC.2.0×10-7mD.2.0×10-6m 9.在双缝干涉实验中，各光学元件中心应调节到_ A.同一水平线上即可B.同一竖直线上即可C.共轴D.无需调节 10.实验中测量多条亮条纹间距再求平均值，其主要目的是 A.获得单色光 B.增大条纹间距 C.减小测量误差 D.改变光的波长 二、多选题（每题4分，共20分，选对但不全得2分，有错选得0分） 11.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，下列器材中需要使用的有 A滤光片B.单缝C.双缝D.偏振片 12.关于双缝干涉实验的操作，下列说法正确的有 A.应先调节各元件共轴 B.测量头应测量亮条纹中心位置 C.滤光片应放在光源和单缝之间 D.遮光筒的作用是防止外界光干扰 13.在双缝干涉实验中，若仅改变下列条件，能使相邻亮条纹间距增大的有 A.增大双缝到光屏的距离LB.减小双缝间距dC.换用波长更长的单色光D,增大双缝间距d 14.用双缝干涉测量光的波长，需要直接测量的物理量有」 A.双缝间距d B.双缝到光屏的距离L C.n条亮条纹中心间距离a D.光的频率f 15.关于双缝干涉条纹间距公式△y=(L/d)·入，下列说法正确的有 A.其他条件不变，入越大，△y越大 B.其他条件不变，d越大，△y越小 C.其他条件不变，L越大，△y越大 D.△y与光的颜色无关 三、填空题（每题4分，共20分） 16.在双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹（或暗条纹）间的距离公式为△y= 由此可得波长的计算式为入= 17.实验中，滤光片的作用是获得 ；单缝的作用是获得 ；双缝的作用是获得 18.用测量头测出n条亮条纹中心间的距离为a,则相邻亮条纹间距△y= 0 19.实验中测得d=0.25mm,L=0.80m,相邻亮条纹间距△y=1.60mm,则光的波长入= m= nmo 20.在双缝干涉实验中，各光学元件应调节到 目的是使千涉条纹清晰且便于测量。 四、判断题（每题2分，共10分，正确打“√”，错误打“x”) 21.在双缝干涉实验中，滤光片的作用是获得相干光源。 22.双缝干涉实验中，相邻亮条纹间距与双缝到光屏的距离成正比。 23.实验中测量多条亮条纹间距求平均值，是为了增大条纹间距。 24.双缝干涉实验中，单缝和双缝的作用相同。 25.由λ=(d·△y)/L可知，若d和L不变，△y越大，则入越大。 五、简答题（每题5分，共10分） 26.简述在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，为什么需要放置滤光片和单缝。 27.在双缝干涉实验中，若目镜中观察到干涉条纹过于密集，不便于测量条纹间距，请提出两条可行的改进措施。 六、实验填空题（每题5分，共10分） 28.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中： (1)光具座上各元件的合理安装顺序为：光源→ →单缝→双缝→遮光筒→光屏（测量头）。 (2)若测得双缝间距d=0.30mm,双缝到光屏距离L=1.20m,从测量头中读出n=6条亮条纹中心间距离a=7.50 mm,则相邻亮条纹间距△y= mm,光的波长入= mo 29.在双缝干涉实验中，某同学测得相邻亮条纹间距△y=2.00mm,已知双缝间距d=0.20mm,双缝到光屏距离L= 1.00m: (1)光的波长入= mo (2)若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则相邻亮条纹间距将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 七、计算题（每题10分，共20分）》 30.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，双缝间距d=0.20mm,双缝到光屏的距离L=1.00m。用测量头测得第 1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为10.00mm。求： (1)相邻亮条纹间距△y; (2)该单色光的波长入（结果以nm为单位）。 31.在双缝干涉实验中，双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏距离L=1.50m,测得相邻亮条纹间距△y=1.80mm。 求： (1)该光的波长入； (2)若将双缝间距改为d'=0.25mm,其他条件不变，则相邻亮条纹间距△y'为多少？ 模块3 参考答案 一、单选题 1.C解析：滤光片的作用是获得单色光。 2.B解析：单缝的作用是获得线光源。 3.C解析：双缝的作用是获得相干光源。 4.B解析：相邻亮条纹间距△y=(L·入)/d。 5.B解析：由△y=(L/d)·入，d增大，△y减小。 6.A解析：由△y=(L/d)·入，L增大，△y增大。 7.C解析：n条亮条纹有n-1个间距，△y=a/(n-1)。 8.A解析：入=(d·△y)/L=(0.20×10-3×2.50×10-3)/1.00m=5.0×10-7m。 9.C解析：各光学元件中心应调节到共轴。 10.C解析：多次测量求平均值是为了减小测量误差。 二、多选题 11.ABC解析：实验中需要滤光片、单缝、双缝，不需要偏振片，D错误。 12.ABCD解析：四项操作均正确。 13.ABC解析：由△y=(L/d)·入，增大L、减小d、换用更长波长的光均可使间距增大，A、B、C正确；增大d使间距减 小，D错误。 14.ABC解析：需直接测量d、L、a,不需要测量频率f,D错误。 15.ABC解析：由公式可知A、B、C正确；△y与光的颜色（波长）有关，D错误。 三、填空题 16.(L/d)·入；入=(d·△y)/L 17.单色光；线光源；相干光源 18.a/n-1) 19.入=(d·△y)/L=(0.25×10-3m×1.60×10-3m)/0.80m=5.0×10-7m=500nm 20.共轴 四、判断题 21.×解析：滤光片的作用是获得单色光，不是相干光源。 22.√解析：由△y=(L/d)·入，△y与L成正比。 23.×解析：求平均值是为了减小测量误差，不是增大条纹间距。 24.×解析：单缝获得线光源，双缝获得相干光源，作用不同。 25.√解析：由入=(d·△y)/L可知，d、L不变时△y越大入越大。 五、简答题 26.答：滤光片的作用是获得单色光，使干涉条纹清晰可辨；单缝的作用是获得线光源，使通过双缝后的光满足相干条 件，形成稳定的干涉图样。 27.答：改进措施：①减小双缝间距d;②增大双缝到光屏的距离L;③换用波长更长的单色光。（任答两条即可） 六、实验填空题 28. (1)滤光片 (2)△y=a/(n-1)=7.50mm/5=1.50mm;入=(d·△y)/L=(0.30×10-3m×1.50×10-3m)/1.20m=3.75×10-7m 29. (1)入=(d·△y)/L=(0.20×10-3m×2.00×10-3m)/1.00m=4.0×10-7m (2)增大 七、计算题 30. (1)第1条到第6条亮条纹之间有5个间距，则△y=10.00mm/5=2.00mm=2.00×10-3m。 (2)由公式入=(d·△y)/L,代入数据：入=(0.20×10-3m×2.00×10-3m)/1.00m=4.0×10-7m=400nm。答：相邻 亮条纹间距为2.00mm,该单色光波长为400nm。 31. (1)由公式入=(d·△y)/L,代入数据：入=(0.50×10-3m×1.80×10-3m)/1.50m=6.0×10-7m=600nm。 (2)由公式△y=(L/d)·入，其他条件不变时△y与d成反比，△y=(d/d)·△y=(0.50mm/0.25mm)×1.80mm=3.60 mm。答：该光波长为600nm;改变双缝间距后相邻亮条纹间距为3.60mm。