第4.4节 实验：用双缝干涉测量光的波长（高效培优·讲义）物理人教版选择性必修第一册

第4.4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 实验：用双缝干涉测量光的波长 03 避坑指南·解题通法 角度01 用双缝干涉实验测量光的波长 角度02 改变双缝间距判断条纹间距的变化 角度03 改变双缝到光屏距离判断条纹间距的变化 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道双缝干涉测光波长的实验原理。 2.熟悉实验器材，掌握实验操作步骤。 3.会利用测量头读取条纹间距，处理实验数据。 4.分析本实验的误差来源。 1.记牢条纹间距公式Δx＝λ，分清L、d、Δx含义。 2.测量多条条纹总间距再求平均，减小读数误差。 3.注意光源、单缝、双缝必须平行共轴。 4.分析误差：缝间距、距离读数、条纹读数带来的偏差。 知识导图 考点01 实验：用双缝干涉测量光的波长 1、实验目的 （1）了解光波产生稳定的干涉现象的条件。 （2）观察白光及单色光的双缝干涉图样。 （3）测定单色光的波长。 2、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。 3、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。 4、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。 5、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，求出波长的平均值。 6、误差分析 （1）光波的波长很小，Δx、l的测量误差对波长λ的影响很大。 （2）在测量l时，一般用毫米刻度尺；而测Δx时，用千分尺且采用“累积法”。 （3）多次测量求平均值。 【深化点拨】 实验注意事项 （1）双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。 （2）滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。 （3）安装时，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，间距大约为5～10 cm。 （4）测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心。 （5）光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 （6）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。 （7）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。 1．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。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。若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以（    ） A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．移除滤光片 D．使用间距更小的双缝 2．（多选）用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，下列说法正确的是（　　） A．图中A为双缝，B为单缝 B．安装装置时，单缝和双缝应当相互平行 C．测量过程中，把5个间距数改成6个，会导致波长测量值偏大 D．若将红光滤光片换成绿色滤光片，则相邻两条条纹间距变小 3．图甲为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，为使光屏上能观察到清晰的干涉条纹； (1)从左到右依次放置①光源、②绿色滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是（     ） A．③、④分别是单缝、双缝 B．减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离 C．应先放上单缝和双缝，再调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心 D．屏上的干涉条纹与双缝垂直 (2)调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心，示数如图乙所示，其读数为________mm。 (3)该实验中，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，测出n条亮条纹间的距离a，则单色光的波长的表达式________（用a、L、d、n表示）； 4．某实验小组的同学们用双缝干涉测量某单色光的波长。如图1所示，将实验器材按要求安装在光具座上。实验中双缝之间的距离为，双缝到屏的距离为。 (1)在图1中、处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是______。 A．处为单缝、处为双缝、滤光片在和之间 B．处为单缝、处为双缝、滤光片在凸透镜和之间 C．处为双缝、处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 D．处为双缝，处为单缝、滤光片在遮光筒内 (2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度。通过测量头观测到如图2所示的干涉图样，分划板在图中、位置时的游标卡尺示数分别如图3、图4所示，求得相邻亮纹之间的间距______mm。 (3)根据实验数据可算出单色光的波长，其字母表达式为______（选用、、表示）。 实验：用双缝干涉测量光的波长的综合应用及解题步骤 1.实验原理与公式变形 （1）原理公式：。 （2）波长计算：将公式变形为。 d ：双缝间距（已知量，通常标注在双缝片上）。 L ：双缝到光屏的距离（需用刻度尺测量）。 Δx ：相邻亮条纹（或暗条纹）的中心间距（需通过测量头读取）。 2.实验器材的安装与调节 （1）安装顺序：光源 →滤光片→单缝→双缝→遮光筒→ 光屏（测量头）。 （2）调节要点： 共轴：所有光学元件的中心必须位于遮光筒的轴线上。 平行：单缝与双缝必须相互平行。如果两者不平行，干涉条纹将模糊不清甚至无法观察。 距离：单缝与双缝的距离约为5-10cm，以保证相干性。 3.条纹间距Δx的测量（累积法） （1）测量方法：使用测量头（分划板中心刻线对齐条纹中心），测出 nn 个亮条纹间的距离 aa 。 （2）计算公式： 。 例如：测出第1条到第6条亮条纹的中心距离为a，则n=6，。 （3）读数注意：测量头通常是螺旋测微器结构，读数时需注意固定刻度与可动刻度的配合，并估读到 0.001mm。 4.误差分析与注意事项 （1）系统误差： L的测量：是从双缝处量到光屏（分划板）处，若测量位置不准会带来误差。 仪器精度：双缝间距d的标称值本身可能存在误差。 （2）偶然误差： 条纹中心判断：人眼判断亮纹中心位置存在主观偏差。 解决方法：多次测量求平均值；确保分划板中心刻线与干涉条纹平行。 （3）图样不清的原因： 单缝与双缝不平行。 光源亮度不够或环境光太强。 滤光片放置位置错误（应在单缝前）。 角度01 用双缝干涉实验测量光的波长 1．在用双缝干涉测光的波长实验中，实验装置如下图所示，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．测量某条干涉亮纹的位置时，应使分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐 C．为了减小测量误差，可测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹的间距 D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距 2．（多选）如图所示，是利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置示意图。某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图b），游标卡尺的示数如图c所示。第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图d），游标卡尺的示数如图e所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m。则（　　） A．双缝的作用是获得线状光源 B．单缝和双缝的方向关系是垂直 C．图e游标卡尺的示数为16.7mm D．所测单色光波长为 3．如图中给出了用“双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80mm，双缝到屏的距离为0.80m，波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线OO′上方第一条亮纹中心位置在P1处，第三条亮纹中心位置在P2处，现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发，以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2，假定两只虫子爬行速度均为10-3m/s，1号虫子运动路程比2号________（选填“长”或“短”），两只虫子运动的时间差为__________s。 4．某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。 (1)如图甲所示，将激光光源、间距d＝0.50mm的双缝和光传感器依次安装在光具座上，打开光源，调整光路，此过程中应避免激光直接射入眼睛，因为激光具有______（填“亮度高”或“相干性好”）的特点。 (2)调整光路后，各器件位置如图甲所示，双缝到光传感器的距离l＝______cm。 (3)利用公式______（用l、d和表示），某同学计算得该激光的波长为640nm，此波长的光为电磁波中的______（填“红外线”“可见光”或“紫外线”）。 5．光源发出的光经过滤光片成为单色光，利用图1所示的装置测量某种单色光的波长。 (1)调节图1中的仪器A，能实现________。 A．改变条纹颜色 B．改变单缝与双缝间的距离 C．改变单缝与双缝的平行程度 (2)如图2所示，实验中发现干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定夹角，下列说法正确的是____（多选） A．形成该现象的原因是单、双缝不平行 B．保持遮光筒不动，单独转动测量头，可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 C．保持遮光筒与测量头不动，调节可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 D．不做任何调整，最终测量的波长大于真实值 (3)在利用激光进行双缝干涉实验时，用波长的红光照射双缝和，若屏上点距双缝的路程差为，如图3所示，则点将出现________（选填“亮条纹”或“暗条纹”）。 角度02 改变双缝间距判断条纹间距的变化 6．观察双缝干涉图样的实验装置如图所示，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹，在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹的间距变大的是（　　） A．换成间距更小的双缝 B．换成缝宽更小的单缝 C．换成紫色滤光片 D．换成双缝到屏的距离更小的遮光筒 7．用如图所示的装置来测量光的波长，激光照射双缝，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．当双缝间的距离减小，其它条件不变，干涉条纹间距变小 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级亮条纹与第5级亮条纹之间的距离为，则波长为 D．测量过程中误将6个条纹间距数成5个，波长测量值偏大 8．（多选）某物理兴趣小组设计了一套光的干涉实验装置，其截面如图所示，直线与垂直共面，两块平面镜边缘对齐交于，两镜面与成微小角度，点处有一垂直于的光屏。点处有一个单色光源，在小挡光板的遮挡下，光线不能直接射到光屏。已知光源到点的水平距离为，光屏到点的距离为（远大于）。则（　　） A．若仅减小入射光的频率，屏上条纹间距不变 B．若仅减小入射光的频率，屏上条纹间距变大 C．若仅减小两镜面与的夹角，屏上条纹间距变大 D．若仅减小光屏到点的距离，屏上条纹间距增大 9．某同学在家里进行小实验，他先点燃蜡烛将无色玻璃片熏黑，再用刀片在玻璃片上笔直划过，这样便得到不同间距双缝的缝屏。将所得到的缝屏以及激光笔、光屏等利用铁架台组装成图甲所示的装置，用于研究光的干涉。 (1)该同学利用装置进行双缝干涉实验时，在光屏上观察到的条纹如图乙所示，A、B两亮纹间的距离x由刻度尺读出，_________；测得缝屏上双缝间的宽度，双缝到光屏间的距离，则该激光的波长__________（结果保留3位有效数字）； (2)为使光屏上观察到的条纹更密集，可采取的操作是__________ A．换用双缝间距更大的缝屏 B．增大缝屏与光屏之间的距离 C．增大激光源与缝屏之间的距离 角度03 改变双缝到光屏距离判断条纹间距的变化 10．图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示，下列说法正确的是（     ） A．若只增大挡板与屏间的距离，相邻亮条纹间的距离将减小 B．屏上任意一条亮条纹处到双缝的距离一定相等 C．丙图样对应光的频率比乙图样对应光的频率大 D．若只增大双缝间的距离，相邻亮条纹间的距离将减小 11．如图所示的双缝干涉实验，在光屏上可以观察到光的干涉条纹。下列操作一定使干涉条纹间距变大的是（     ） A．仅增大双缝之间的距离 B．减小双缝之间的距离，同时减小双缝与屏之间的距离 C．仅减小双缝与屏之间的距离 D．仅更换波长更长的单色光 12．（多选）如图所示的双缝干涉实验，学生用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，下列说法正确的是（　　） A．减小S1与S2的间距 B．增大双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将整个装置放入水中 【例1】（2026·浙江·高考真题）“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 【深化点拨】 （1）考查双缝干涉实验装置的组装顺序，明确光源之后依次放置单缝、双缝，理解单缝的作用是获取线光源。 （2）考查实验的实操调节，掌握拨杆、光源、测量头等部件的功能，能根据视野明暗、条纹清晰度选择对应的调节操作。 （3）考查实验故障分析，能够识别分划板刻线与条纹不平行这类问题，判断正确的调节方式。 （4）考查双缝干涉公式中物理量的含义，分清装置中 L 代表双缝到光屏（测量头）之间的距离。 【变式1-1】（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。 A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。 ①双缝应该放置在图1中________处（填“A”或“B”）。 ②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为________。 (3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。 A．表头断路 B．电阻断路 C．电阻断路 【变式1-2】（2024·广东·高考真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_____。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为_____（结果保留3位有效数字）。 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为_____cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节_____。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到_____。 【变式1-3】（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”）。 ⚡基础速刷 1．小明同学利用双缝干涉实验仪测量光的波长，按要求将仪器安装在光具座上，若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹情况如图所示。为使测量准确，最简单可行的调整方法是（　　） A．调单缝方向 B．调双缝方向 C．调测量头方向 D．调光源位置 2．用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（    ） A．将滤光片靠近单缝 B．将单缝向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 3．如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，、为双缝，为光屏。用红光从左边照射单缝时，可在光屏上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．增大双缝间的距离，干涉条纹的间距增大 B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距减小 C．将红光换为绿光，干涉条纹的间距减小 D．将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 4．（多选）关于“用双缝干涉测量光的波长”、“测量玻璃折射率”两个实验，下列说法正确的有（　　） A．取下滤光片，光屏上将只见到白光 B．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 C．如图乙所示，P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以减小实验误差 D．如图丙所示，将玻璃砖两界面画得比实际宽，则测得的折射率比真实值大 5．知德中学某兴趣小组利用双缝干涉实验测量某单色光波长，实验装置如图（1）所示。 (1)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上的游标卡尺如图（2）所示，其读数为________mm，然后转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，记下此时游标卡尺上的读数为20.64 mm，则条纹间距Δx=___________ mm。 (2)若已知双缝间距d=0.2 mm，双缝到屏间的距离L=1000 mm，则这种单色光的波长为________ m（结果保留三位有效数字）。 (3)改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”或“变小”或“不变”）。 6．某实验小组做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，使用了如下装置： (1)图中A、B、C装置依次是__________（填器材前面的选项字母）。 A．凸透镜、滤光片、单缝 B．滤光片、凸透镜、单缝 C．凸透镜、单缝、滤光片 D．单缝、滤光片、凸透镜 (2)若光源到双缝的距离为，屏到双缝的距离为，双缝间距为d，第一条亮条纹中心到第k条亮条纹中心的距离为，则测得的波长为________（用所给字母表达）。 (3)若更换滤光片，将原来的黄色换成蓝色，干涉条纹间距会________（填“变宽”或“变窄”）。 🚀能力跃升 7．如图所示，用频率为f的单色光照射双缝，测得接收屏2上相邻干涉亮条纹间距与接收屏1上相邻干涉亮条纹间距的差值为，两接收屏沿装置中轴线方向的距离为L，已知光在真空中的传播速度为c，则双缝、的间距为（     ） A． B． C． D． 8．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图所示。接通电源使光源正常工作。以下说法中正确的是（     ） A．、、三个光学元件依次为滤光片、双缝、单缝 B．如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹如图丙所示，则波长的测量值偏小 C．通过测量头观察到的干涉图样如图丁所示，出现这种现象的原因是测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移 D．通过测量头观察到的干涉图样如图丁所示，出现这种现象的原因是测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移 9．（多选）利用如图所示的实验装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的有（　　） A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大 10．某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，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、屏。 (1)M、N、P三个光学元件依次为______。 A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)通过调整，该同学从目镜中看到如图甲所示的图像，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。x1=1.002 mm，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图乙所示，x2=______mm。 (3)若已知双缝间距d=2.0×10-4 m，双缝到屏的距离l=1.0 m，则待测光的波长为______m。（结果保留三位有效数字）。 11．某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长，请完成以下问题： (1)如图1所示，a、b分别对应的器材是________，________； (2)已知该装置双缝间距，双缝到屏的距离，测量头副尺有50条刻线。该同学测量第1条亮纹和第5条亮纹中心线对应的位置如图2所示，则相邻条纹间距为________mm； (3)如图3所示，该同学又使用同一套光传感器和双缝干涉设备，分别使用甲、乙两种色光完成实验，对应得到图3中的甲图和乙图 则甲光的波长________（填“大于”或“小于”）乙光的波长。 🌟思维挑战 12．亚克力玻璃棒（又称有机玻璃棒或棒）凭借“通透美学+实用性能”已成为现代装饰设计的热门材料，它的透光率高达，优于普通玻璃，能呈现水晶般纯净的视觉效果，尤其在光线折射下可营造梦幻氛围。如图所示，某同学用一束白光射入，经过两次折射和一次反射后在光屏上形成光带，下列说法正确的是（　　） A．在同一介质表面，Q光的全反射角更小 B．P光在玻璃棒中传播时间更长 C．在同一介质中，P光的折射率更小 D．若在同一装置上做双缝干涉实验，则P光所对应的干涉条纹间距更大 13．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线，则（　　） A．单色光a、b从玻璃进入空气，波速变大，频率变大 B．单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需时间 C．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失 D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距 14．（多选）下列关于“插针法测定玻璃砖折射率”和“用双缝干涉测量光的波长”实验的误差分析，正确的是（　　） A．测量图甲中长方形玻璃砖折射率时，第四枚大头针插的位置比实际偏右一点，其他操作无误，最终测得折射率偏大 B．测量图乙中长方形玻璃砖折射率时，准确描绘出玻璃砖轮廓后，玻璃砖的位置水平向上发生了微小的平移，之后再插针作图，最终测得折射率偏小 C．双缝干涉测波长时，误将N条亮纹间隔数记为，其余数据准确，会导致波长测量值偏小 D．双缝干涉测波长时，单双缝轻微倾斜导致干涉条纹倾斜，仍按照条纹竖直进行数据记录，会导致波长测量值偏大 15．某物理兴趣小组在用如图甲所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中，通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。 (1)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，他的操作是以下的哪项（　　） 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 (2)在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时，得到卡尺上的示数如图所示，则该干涉条纹位置是___________cm。 (3)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，双缝到光屏间距为，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，则该单色光的波长为=___________。 16．利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 (1)已知光屏上第一条亮条纹读数为x1，第七条亮条纹如图丙所示读数记为___________mm，该单色光的波长λ=___________（用a，L，x1，x7表示）。 (2)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将___________（变大、变小或不变）。 (3)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为___________（用L、a、b和c表示）。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4.4节 实验：用双缝干涉测量光的波长 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 实验：用双缝干涉测量光的波长 03 避坑指南·解题通法 角度01 用双缝干涉实验测量光的波长 角度02 改变双缝间距判断条纹间距的变化 角度03 改变双缝到光屏距离判断条纹间距的变化 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道双缝干涉测光波长的实验原理。 2.熟悉实验器材，掌握实验操作步骤。 3.会利用测量头读取条纹间距，处理实验数据。 4.分析本实验的误差来源。 1.记牢条纹间距公式Δx＝λ，分清L、d、Δx含义。 2.测量多条条纹总间距再求平均，减小读数误差。 3.注意光源、单缝、双缝必须平行共轴。 4.分析误差：缝间距、距离读数、条纹读数带来的偏差。 知识导图 考点01 实验：用双缝干涉测量光的波长 1、实验目的 （1）了解光波产生稳定的干涉现象的条件。 （2）观察白光及单色光的双缝干涉图样。 （3）测定单色光的波长。 2、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。 3、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。 4、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。 5、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，求出波长的平均值。 6、误差分析 （1）光波的波长很小，Δx、l的测量误差对波长λ的影响很大。 （2）在测量l时，一般用毫米刻度尺；而测Δx时，用千分尺且采用“累积法”。 （3）多次测量求平均值。 【深化点拨】 实验注意事项 （1）双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。 （2）滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。 （3）安装时，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，间距大约为5～10 cm。 （4）测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心。 （5）光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。 （6）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。 （7）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。 1．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。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。若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以（    ） A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．移除滤光片 D．使用间距更小的双缝 【答案】B 【详解】ABD．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式 可知，需要减小双缝到屏的距离或增大双缝间的距离d，故B正确，A错误，D错误。 C．移除滤光片，则屏上会获得彩色干涉条纹，故C错误。 故选B。 2．（多选）用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，下列说法正确的是（　　） A．图中A为双缝，B为单缝 B．安装装置时，单缝和双缝应当相互平行 C．测量过程中，把5个间距数改成6个，会导致波长测量值偏大 D．若将红光滤光片换成绿色滤光片，则相邻两条条纹间距变小 【答案】BD 【详解】A．图中A为单缝，B为双缝，选项A错误； B．安装装置时，单缝和双缝应当相互平行，选项B正确； C．测量过程中，把5个间距数改成6个，则条纹间距偏小，根据会导致波长测量值偏小，选项C错误； D．若将红光滤光片换成绿色滤光片，则波长变小，根据则相邻两条条纹间距变小，选项D正确。 故选BD。 3．图甲为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，为使光屏上能观察到清晰的干涉条纹； (1)从左到右依次放置①光源、②绿色滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是（     ） A．③、④分别是单缝、双缝 B．减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离 C．应先放上单缝和双缝，再调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心 D．屏上的干涉条纹与双缝垂直 (2)调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心，示数如图乙所示，其读数为________mm。 (3)该实验中，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，测出n条亮条纹间的距离a，则单色光的波长的表达式________（用a、L、d、n表示）； 【答案】(1)AB (2)19.4 (3) 【详解】（1）A．③、④分别是单缝、双缝，故A正确； B．根据公式 可知减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离，故B正确； C．先不放单缝和双缝，调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心，之后再装上单缝、双缝，故C错误； D．屏上的干涉条纹与双缝平行，故D错误。 故选AB。 （2）如图乙，游标卡尺为十分度，精度为，其读数为。 （3）已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，测出n条亮条纹间的距离a，相邻亮条纹间的距离为 联立可得 4．某实验小组的同学们用双缝干涉测量某单色光的波长。如图1所示，将实验器材按要求安装在光具座上。实验中双缝之间的距离为，双缝到屏的距离为。 (1)在图1中、处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是______。 A．处为单缝、处为双缝、滤光片在和之间 B．处为单缝、处为双缝、滤光片在凸透镜和之间 C．处为双缝、处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 D．处为双缝，处为单缝、滤光片在遮光筒内 (2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度。通过测量头观测到如图2所示的干涉图样，分划板在图中、位置时的游标卡尺示数分别如图3、图4所示，求得相邻亮纹之间的间距______mm。 (3)根据实验数据可算出单色光的波长，其字母表达式为______（选用、、表示）。 【答案】(1)B (2)2.98 (3) 【详解】（1）双缝干涉实验中，光路顺序依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏。图中靠近光源侧，应安装单缝，靠近屏侧，应安装双缝，滤光片应安装在凸透镜和单缝之间，以获得单色光。 故选 B。 （2）游标卡尺是 50 分度，精度为。图 3 中，主尺读数为，游标尺第6条刻度线与主尺对齐，读数为 图 4 中，主尺读数为，游标尺第2条刻度线与主尺对齐，读数为 由图 2 可知，、之间跨越了4个亮纹间距，即 解得 （3）根据双缝干涉条纹间距公式 变形可得波长表达式 实验：用双缝干涉测量光的波长的综合应用及解题步骤 1.实验原理与公式变形 （1）原理公式：。 （2）波长计算：将公式变形为。 d ：双缝间距（已知量，通常标注在双缝片上）。 L ：双缝到光屏的距离（需用刻度尺测量）。 Δx ：相邻亮条纹（或暗条纹）的中心间距（需通过测量头读取）。 2.实验器材的安装与调节 （1）安装顺序：光源 →滤光片→单缝→双缝→遮光筒→ 光屏（测量头）。 （2）调节要点： 共轴：所有光学元件的中心必须位于遮光筒的轴线上。 平行：单缝与双缝必须相互平行。如果两者不平行，干涉条纹将模糊不清甚至无法观察。 距离：单缝与双缝的距离约为5-10cm，以保证相干性。 3.条纹间距Δx的测量（累积法） （1）测量方法：使用测量头（分划板中心刻线对齐条纹中心），测出 nn 个亮条纹间的距离 aa 。 （2）计算公式： 。 例如：测出第1条到第6条亮条纹的中心距离为a，则n=6，。 （3）读数注意：测量头通常是螺旋测微器结构，读数时需注意固定刻度与可动刻度的配合，并估读到 0.001mm。 4.误差分析与注意事项 （1）系统误差： L的测量：是从双缝处量到光屏（分划板）处，若测量位置不准会带来误差。 仪器精度：双缝间距d的标称值本身可能存在误差。 （2）偶然误差： 条纹中心判断：人眼判断亮纹中心位置存在主观偏差。 解决方法：多次测量求平均值；确保分划板中心刻线与干涉条纹平行。 （3）图样不清的原因： 单缝与双缝不平行。 光源亮度不够或环境光太强。 滤光片放置位置错误（应在单缝前）。 角度01 用双缝干涉实验测量光的波长 1．在用双缝干涉测光的波长实验中，实验装置如下图所示，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．测量某条干涉亮纹的位置时，应使分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐 C．为了减小测量误差，可测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹的间距 D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距 【答案】A 【详解】A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需要放上单缝和双缝。若提前安装单缝、双缝，会因为光线被狭缝限制，无法快速判断光束是否沿整个装置的轴线对齐，故A错误； B．测量干涉亮纹位置时，为保证读数准确，必须使测量头的分划板中心刻线与亮纹中心对齐，故B正确； C．条亮纹之间的间隔数为个，因此相邻亮纹间距为，通过测量多条亮纹的总距离再求平均间距，可以减小单次测量的偶然误差，故C正确； D．根据双缝干涉条纹间距公式，实验装置不变即缝到屏的距离、双缝间距固定，红光波长大于蓝光波长，因此红光的条纹间距更大，故D正确。 本题要求选择错误选项，故选A 。 2．（多选）如图所示，是利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置示意图。某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图b），游标卡尺的示数如图c所示。第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图d），游标卡尺的示数如图e所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m。则（　　） A．双缝的作用是获得线状光源 B．单缝和双缝的方向关系是垂直 C．图e游标卡尺的示数为16.7mm D．所测单色光波长为 【答案】CD 【详解】AB．单缝的作用是产生线光源，双缝的作用是产生相干光源，单缝和双缝之间的方向关系是平行，故AB错误； C．由图e游标卡尺的示数为 故C正确； D．由图c游标卡尺的示数为 则相邻条纹间距为 由公式可得，单色光波长为 故D正确。 故选CD。 3．如图中给出了用“双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80mm，双缝到屏的距离为0.80m，波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线OO′上方第一条亮纹中心位置在P1处，第三条亮纹中心位置在P2处，现有1号、2号虫子分别从S1和S2出发，以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2，假定两只虫子爬行速度均为10-3m/s，1号虫子运动路程比2号________（选填“长”或“短”），两只虫子运动的时间差为__________s。 【答案】 短 0.2 【详解】[1][2]根据双缝干涉相邻亮纹间距公式 得出相邻亮条纹间距为0.5mm,则得出P1 P2在屏幕上距离中心亮纹的距离分别为0.5mm，1.5mm，那么1号虫子从S1到P1的路程为800.9mm，2号虫子从S2到P2的路程为801.1mm，故1号虫子运动路程比2号短，已知路程差为0.2mm可以得出时间差为0.2s。 4．某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。 (1)如图甲所示，将激光光源、间距d＝0.50mm的双缝和光传感器依次安装在光具座上，打开光源，调整光路，此过程中应避免激光直接射入眼睛，因为激光具有______（填“亮度高”或“相干性好”）的特点。 (2)调整光路后，各器件位置如图甲所示，双缝到光传感器的距离l＝______cm。 (3)利用公式______（用l、d和表示），某同学计算得该激光的波长为640nm，此波长的光为电磁波中的______（填“红外线”“可见光”或“紫外线”）。 【答案】(1)亮度高 (2)31.25/31.26/31.27 (3) 可见光 【详解】（1）此过程中应避免激光直接射入眼睛，因为激光具有亮度高、能量集中的特点，会对眼睛造成损伤。 （2）刻度尺的最小刻度为1mm，则双缝到光传感器的距离l＝43.26cm-12.00cm=31.26cm （3）[1]根据可得 [2]可见光波长范围大约在400nm到760nm之间，紫外线波长范围大约在10nm到400nm之间，红外线波长范围大约在760nm到1mm之间，所以640nm波长的激光为可见光。 5．光源发出的光经过滤光片成为单色光，利用图1所示的装置测量某种单色光的波长。 (1)调节图1中的仪器A，能实现________。 A．改变条纹颜色 B．改变单缝与双缝间的距离 C．改变单缝与双缝的平行程度 (2)如图2所示，实验中发现干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定夹角，下列说法正确的是________（多选） A．形成该现象的原因是单、双缝不平行 B．保持遮光筒不动，单独转动测量头，可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 C．保持遮光筒与测量头不动，调节可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 D．不做任何调整，最终测量的波长大于真实值 (3)在利用激光进行双缝干涉实验时，用波长的红光照射双缝和，若屏上点距双缝的路程差为，如图3所示，则点将出现________（选填“亮条纹”或“暗条纹”）。 【答案】(1)C (2)BD (3)暗条纹 【详解】（1）A．仪器用于调节单缝方向，不能改变单色光的波长，故A错误； BC．调节能改变单缝与双缝的平行程度，不能改变两缝沿光轴的距离，故B错误，C正确。 故选C。 （2）A．图2中条纹与分划板中心刻线方向不一致，是观察方向未调正；单缝与双缝不平行主要影响条纹的清晰程度，故A错误； BC．转动测量头可使中心刻线转至与条纹平行；调节只能改变单缝与双缝的相对方向，不能转动中心刻线，故B正确，C错误； D．图示情形下，沿倾斜方向测得的条纹间距大于相邻条纹的垂直间距。由双缝干涉条纹间距公式可知，测得的波长偏大，故D正确。 故选BD。 （3）图3中两缝到点的路程差与波长之比为 路程差为半波长的奇数倍，两列光在点相消，故出现暗条纹。 角度02 改变双缝间距判断条纹间距的变化 6．观察双缝干涉图样的实验装置如图所示，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹，在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹的间距变大的是（　　） A．换成间距更小的双缝 B．换成缝宽更小的单缝 C．换成紫色滤光片 D．换成双缝到屏的距离更小的遮光筒 【答案】A 【详解】A．双缝干涉的条纹间距公式为 其中为条纹间距，是双缝到屏的距离，是入射光波长，是双缝间距,故A正确； B．单缝的作用是获得线光源，单缝缝宽不改变双缝干涉的条纹间距，故B错误； C．紫光波长比绿光短，即减小，得变小，故C错误； D．减小双缝到屏的距离，得变小，故D错误。 故选A。 7．用如图所示的装置来测量光的波长，激光照射双缝，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．当双缝间的距离减小，其它条件不变，干涉条纹间距变小 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级亮条纹与第5级亮条纹之间的距离为，则波长为 D．测量过程中误将6个条纹间距数成5个，波长测量值偏大 【答案】D 【详解】A．根据干涉条纹间距公式可知，当双缝间距d减小，其它条件不变，干涉条纹间距变大，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x，则有 可得，故B错误； C．若测得第1级亮条纹与第5级亮条纹之间的距离为x，则有 可得 根据干涉条纹间距公式 联立可得，故C错误； D．条纹间距 其中a为n条明条纹或暗条纹之间的宽度，若测量过程中误将6个条纹间距数成5个，则条纹间距变大；根据干涉条纹间距公式可知，波长的测量值变大，故D正确。 故选D。 8．（多选）某物理兴趣小组设计了一套光的干涉实验装置，其截面如图所示，直线与垂直共面，两块平面镜边缘对齐交于，两镜面与成微小角度，点处有一垂直于的光屏。点处有一个单色光源，在小挡光板的遮挡下，光线不能直接射到光屏。已知光源到点的水平距离为，光屏到点的距离为（远大于）。则（　　） A．若仅减小入射光的频率，屏上条纹间距不变 B．若仅减小入射光的频率，屏上条纹间距变大 C．若仅减小两镜面与的夹角，屏上条纹间距变大 D．若仅减小光屏到点的距离，屏上条纹间距增大 【答案】BC 【详解】该装置是菲涅耳双面镜干涉，原理是光源S经两个平面镜反射形成两个相干虚光源，等效为双缝干涉，满足双缝干涉条纹间距公式。 推导可得条纹间距（为入射光波长，为镜面与MN的夹角） AB．减小入射光频率，由可知，波长增大。 根据，条纹间距变大，A错误，B正确； C．仅减小夹角，根据，减小，则条纹间距变大，C正确； D．仅减小光屏到O点的距离，根据，减小，则条纹间距减小，D错误。 故选 BC。 9．某同学在家里进行小实验，他先点燃蜡烛将无色玻璃片熏黑，再用刀片在玻璃片上笔直划过，这样便得到不同间距双缝的缝屏。将所得到的缝屏以及激光笔、光屏等利用铁架台组装成图甲所示的装置，用于研究光的干涉。 (1)该同学利用装置进行双缝干涉实验时，在光屏上观察到的条纹如图乙所示，A、B两亮纹间的距离x由刻度尺读出，_________；测得缝屏上双缝间的宽度，双缝到光屏间的距离，则该激光的波长__________（结果保留3位有效数字）； (2)为使光屏上观察到的条纹更密集，可采取的操作是__________ A．换用双缝间距更大的缝屏 B．增大缝屏与光屏之间的距离 C．增大激光源与缝屏之间的距离 【答案】(1) 6.50 (2)A 【详解】（1）[1] 刻度尺的分度值为0.1cm，需要估读到0.01cm，所以A、B两亮纹间的距离为6.50cm； [2] 相邻条纹间距为 根据可得该激光的波长为 （2）为使光屏上观察到的条纹更密集，即减小，根据可知可采取的操作是换用双缝间距更大的缝屏或减小缝屏与光屏之间的距离，而增大激光源与缝屏之间的距离对无影响。 故选A。 角度03 改变双缝到光屏距离判断条纹间距的变化 10．图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示，下列说法正确的是（     ） A．若只增大挡板与屏间的距离，相邻亮条纹间的距离将减小 B．屏上任意一条亮条纹处到双缝的距离一定相等 C．丙图样对应光的频率比乙图样对应光的频率大 D．若只增大双缝间的距离，相邻亮条纹间的距离将减小 【答案】D 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式可知，若只增大挡板与屏间的距离，相邻亮条纹间的距离将增大，故A错误； B．屏上亮条纹处满足路程差（），只有中央亮纹（）处到双缝的距离相等，其他亮条纹处到双缝的距离不相等，故B错误； C．由图可知，丙图样的条纹间距大于乙图样的条纹间距，即 根据公式可知，丙光的波长大于乙光的波长，即 根据可知，波长越长频率越小，所以丙图样对应光的频率比乙图样对应光的频率小，故C错误； D．根据双缝干涉条纹间距公式可知，若只增大双缝间的距离，相邻亮条纹间的距离将减小，故D正确。 故选D。 11．如图所示的双缝干涉实验，在光屏上可以观察到光的干涉条纹。下列操作一定使干涉条纹间距变大的是（     ） A．仅增大双缝之间的距离 B．减小双缝之间的距离，同时减小双缝与屏之间的距离 C．仅减小双缝与屏之间的距离 D．仅更换波长更长的单色光 【答案】D 【详解】干涉的条纹间距公式为： 其中为条纹间距，是双缝到光屏的距离，是入射光波长，是双缝间距 A．仅增大双缝间距，根据公式可知，减小，故A错误； B．减小同时减小，根据可知，的变化不确定（若减小幅度更大，会减小），故B错误； C．仅减小双缝到屏的距离，由公式可知，减小，故C错误； D．仅增大波长，其他量不变，由公式可知，一定变大，故D正确。 故选D 。 12．（多选）如图所示的双缝干涉实验，学生用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，下列说法正确的是（　　） A．减小S1与S2的间距 B．增大双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将整个装置放入水中 【答案】ABC 【详解】双缝干涉条纹间距公式为 其中l为屏到双缝的距离，d为双缝之间的距离，λ为波长，那么要想得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可适当增大屏到双缝的距离l，或减小双缝之间的距离d，或换用波长λ更长的单色光。红光波长比绿光长，而光进入水中后，波长变短，故ABC正确，D错误。 故选ABC。 【例1】（2026·浙江·高考真题）“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 手轮 (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]在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，手轮用于调节目镜的前后位置，使分划板上的干涉条纹清晰。如果手轮调节过度，目镜偏离了最佳位置，会导致视场中只有部分区域的光线能正常进入目镜，从而出现右侧条纹清晰、左侧较暗的现象。此时应反向微调手轮，使整个目镜视场内的条纹都清晰明亮。 （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。 【深化点拨】 （1）考查双缝干涉实验装置的组装顺序，明确光源之后依次放置单缝、双缝，理解单缝的作用是获取线光源。 （2）考查实验的实操调节，掌握拨杆、光源、测量头等部件的功能，能根据视野明暗、条纹清晰度选择对应的调节操作。 （3）考查实验故障分析，能够识别分划板刻线与条纹不平行这类问题，判断正确的调节方式。 （4）考查双缝干涉公式中物理量的含义，分清装置中 L 代表双缝到光屏（测量头）之间的距离。 【变式1-1】（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。 A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。 ①双缝应该放置在图1中________处（填“A”或“B”）。 ②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为________。 (3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。 A．表头断路 B．电阻断路 C．电阻断路 【答案】(1)BC (2) B 3.185（3.183~3.187） (3)C 【详解】（1）A．最高点小球速度为0，有加速过程造成摆动不明显，计时不准确，摆球在最低点速度最快，因此需要在最低点开始计时，A错误； B．变压器原、副线圈上为交变电压，使用多用电表的交流电压挡测量，B正确； C．用多用电表测电阻之前需要先进行欧姆调零，C正确。 故选BC。 （2）[1]双缝应置于单缝后边，因此A为单缝，B为双缝； [2]螺旋测微器读数为 （3）A．表头断路，表笔连任意两端，电流都无法通过表头，均不发生偏转，A错误； B．电阻断路，连接A、B时，电流通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头偏转，B错误； C．电阻断路，连接A、B时，电流无法通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头不偏转；连接A、C和B、C均能与欧姆挡构成闭合回路，表头发生偏转，C正确。 故选C。 【变式1-2】（2024·广东·高考真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_____。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为_____（结果保留3位有效数字）。 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为_____cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节_____。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到_____。 【答案】(1) 平衡摩擦力 2.86 (2)4.108 (3) 光源 干涉条纹 【详解】（1）[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力； [2]小车的加速度大小 （2）游标卡尺读数为 41mm+4×0.02mm=41.08mm=4.108cm （3）[1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。 【变式1-3】（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。 ⚡基础速刷 1．小明同学利用双缝干涉实验仪测量光的波长，按要求将仪器安装在光具座上，若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹情况如图所示。为使测量准确，最简单可行的调整方法是（　　） A．调单缝方向 B．调双缝方向 C．调测量头方向 D．调光源位置 【答案】C 【详解】图中所示出现的问题是分划板中心刻线与干涉条纹不平行。干涉条纹的方向由双缝决定，不易调节，而测量头可以旋转。为使测量准确，最简单可行的方法是调节测量头方向，使分划板中心刻线与干涉条纹平行。故选C。 故选C。 2．用如图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（    ） A．将滤光片靠近单缝 B．将单缝向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 【答案】C 【详解】根据条纹间距表达式 其中为双缝到屏的距离，为双缝间距，为光的波长。 A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，故A错误； B．将单缝向靠近双缝的方向移动，条纹间距不变，故B错误； C．将屏向远离双缝的方向移动，则增大，条纹间距增大，故C正确； D．使用间距更大的双缝，则增大，条纹间距减小，故D错误。 故选C。 3．如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，、为双缝，为光屏。用红光从左边照射单缝时，可在光屏上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．增大双缝间的距离，干涉条纹的间距增大 B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距减小 C．将红光换为绿光，干涉条纹的间距减小 D．将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 【答案】C 【详解】A．根据公式，增大双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小，故A错误； B．根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，故B错误； C．根据公式，将红光换为绿光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，故C正确 D．将红光换为白光，在屏上将出现彩色干涉条纹，故D错误。 故选C。 4．（多选）关于“用双缝干涉测量光的波长”、“测量玻璃折射率”两个实验，下列说法正确的有（　　） A．取下滤光片，光屏上将只见到白光 B．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 C．如图乙所示，P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以减小实验误差 D．如图丙所示，将玻璃砖两界面画得比实际宽，则测得的折射率比真实值大 【答案】BC 【详解】A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，故A错误； B．根据知，将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故B正确； C．大头针垂直插在纸面上以及大头针P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，从而减小实验误差，故C正确； D．实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，如图所示 由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据折射定律可知，测得的折射率偏小，故D错误。 故选BC。 5．知德中学某兴趣小组利用双缝干涉实验测量某单色光波长，实验装置如图（1）所示。 (1)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上的游标卡尺如图（2）所示，其读数为________mm，然后转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，记下此时游标卡尺上的读数为20.64 mm，则条纹间距Δx=___________ mm。 (2)若已知双缝间距d=0.2 mm，双缝到屏间的距离L=1000 mm，则这种单色光的波长为________ m（结果保留三位有效数字）。 (3)改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”或“变小”或“不变”）。 【答案】(1) (2) (3)变小 【详解】（1）[1][2] 图（2）中游标卡尺的读数为 则条纹间距为 （2）由可得，这种单色光的波长为 （3）由，可知频率较高的单色光波长较小，由，可知干涉条纹间距将变小。 6．某实验小组做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，使用了如下装置： (1)图中A、B、C装置依次是__________（填器材前面的选项字母）。 A．凸透镜、滤光片、单缝 B．滤光片、凸透镜、单缝 C．凸透镜、单缝、滤光片 D．单缝、滤光片、凸透镜 (2)若光源到双缝的距离为，屏到双缝的距离为，双缝间距为d，第一条亮条纹中心到第k条亮条纹中心的距离为，则测得的波长为________（用所给字母表达）。 (3)若更换滤光片，将原来的黄色换成蓝色，干涉条纹间距会________（填“变宽”或“变窄”）。 【答案】(1)A (2) (3)变窄 【详解】（1）图中A、B、C装置依次是凸透镜、滤光片、单缝。 故选A； （2）条纹间距为 根据条纹间距表达式 可得波长 （3）因蓝光波长小于黄光，则若更换滤光片，将原来的黄色换成蓝色，根据可知，干涉条纹间距会变窄。 🚀能力跃升 7．如图所示，用频率为f的单色光照射双缝，测得接收屏2上相邻干涉亮条纹间距与接收屏1上相邻干涉亮条纹间距的差值为，两接收屏沿装置中轴线方向的距离为L，已知光在真空中的传播速度为c，则双缝、的间距为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设接收屏1上相邻干涉亮条纹间距为，接收屏2上相邻干涉亮条纹间距为，则 则 解得 故选A。 8．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图所示。接通电源使光源正常工作。以下说法中正确的是（     ） A．、、三个光学元件依次为滤光片、双缝、单缝 B．如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹如图丙所示，则波长的测量值偏小 C．通过测量头观察到的干涉图样如图丁所示，出现这种现象的原因是测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移 D．通过测量头观察到的干涉图样如图丁所示，出现这种现象的原因是测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移 【答案】D 【详解】A．双缝干涉实验的光学元件顺序为：光源→滤光片→单缝→双缝，因此依次应为滤光片、单缝、双缝，A顺序错误，故A错误； B．丙图中分划板中心刻线与干涉条纹斜交，测量时得到的相邻条纹间距是斜向距离，比垂直于条纹的真实值偏大。根据波长公式 偏大则波长测量值偏大，故B错误。 CD．丁图中干涉条纹都在视野左侧，右侧为空白，说明测量头（目镜）整体过于偏右，只有左侧条纹进入视野，需要将测量头适当左移，才能让条纹整体进入视野中心。故C错误，D正确。 故选D。 9．（多选）利用如图所示的实验装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的有（　　） A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大 【答案】AB 【详解】A．滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A正确； B．将滤光片由紫色换成红色，波长λ变长，根据双缝干涉条纹的间距公式 可知条纹间距Δx增大，故B正确； C．将单缝向双缝移动一小段距离后，不会改变，故干涉条纹间距不变，故C错误； D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，故D错误。 故选AB。 10．某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，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、屏。 (1)M、N、P三个光学元件依次为______。 A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)通过调整，该同学从目镜中看到如图甲所示的图像，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。x1=1.002 mm，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图乙所示，x2=______mm。 (3)若已知双缝间距d=2.0×10-4 m，双缝到屏的距离l=1.0 m，则待测光的波长为______m。（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)A (2)9.762 (3)4.38×10-7 【详解】（1）双缝干涉实验的光学元件顺序逻辑：首先用滤光片从复色光源中选出单色光，之后用单缝获得线光源，最后用双缝将线光源转化为两个相干光源，才能产生稳定的干涉现象，因此M、N、P依次为滤光片、单缝、双缝，故选A。 （2）图乙是螺旋测微器（千分尺），读数规则为：固定刻度读数 + 可动刻度读数×0.01 mm。 固定刻度显示为9.5 mm，可动刻度，估读一位，26.1格对齐水平线，因此总读数为 （3）由甲图可知a、b之间间隔4条亮纹，因此相邻亮纹间距 代入双缝干涉波长公式 计算得 【点睛】 11．某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长，请完成以下问题： (1)如图1所示，a、b分别对应的器材是________，________； (2)已知该装置双缝间距，双缝到屏的距离，测量头副尺有50条刻线。该同学测量第1条亮纹和第5条亮纹中心线对应的位置如图2所示，则相邻条纹间距为________mm； (3)如图3所示，该同学又使用同一套光传感器和双缝干涉设备，分别使用甲、乙两种色光完成实验，对应得到图3中的甲图和乙图 则甲光的波长________（填“大于”或“小于”）乙光的波长。 【答案】(1) 透镜 单缝 (2)3.46 (3)小于 【详解】（1）[1][2]根据实验装置可知，a对应的器材是透镜，b对应的器材是单缝。 （2）图2左图读数为 图2右图读数为 所以相邻条纹间距为 （3）由图可知，甲图中相邻亮条纹间距小于乙图中相邻亮条纹间距，所以根据，可知甲光的波长小于乙光的波长。 🌟思维挑战 12．亚克力玻璃棒（又称有机玻璃棒或棒）凭借“通透美学+实用性能”已成为现代装饰设计的热门材料，它的透光率高达，优于普通玻璃，能呈现水晶般纯净的视觉效果，尤其在光线折射下可营造梦幻氛围。如图所示，某同学用一束白光射入，经过两次折射和一次反射后在光屏上形成光带，下列说法正确的是（　　） A．在同一介质表面，Q光的全反射角更小 B．P光在玻璃棒中传播时间更长 C．在同一介质中，P光的折射率更小 D．若在同一装置上做双缝干涉实验，则P光所对应的干涉条纹间距更大 【答案】B 【详解】A．从玻璃棒射向空气的入射角等于从空气射向玻璃棒的折射角，则一定小于临界角，不可能发生全反射，故A错误； BC．由折射光路可知，射在P处的光线折射率更大，在玻璃棒中的传播速度更小，而且在玻璃棒中传播路程更长，所以用时更长，B正确，C错误； D．由于P光的波长更短，所以在同一装置上做双缝干涉实验时，干涉条纹间距更小，故D错误。 故选B。 13．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线，则（　　） A．单色光a、b从玻璃进入空气，波速变大，频率变大 B．单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需时间 C．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失 D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距 【答案】D 【详解】A．光由玻璃进入空气传播时，频率不变，波速增大，波长增大，选项A错误； B．在真空中光线a与法线的夹角大，根据光路可逆性，由折射率公式 得光线a在玻璃中的折射率大，传播速度小，所以在玻璃砖中，相同的路程光线a所用的时间长，选项B错误； C．增加入射角θ折射光线a首先消失，选项C错误； D．光线a的折射率，说明光线a的频率高，根据 光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项D正确。 故选D。 14．（多选）下列关于“插针法测定玻璃砖折射率”和“用双缝干涉测量光的波长”实验的误差分析，正确的是（　　） A．测量图甲中长方形玻璃砖折射率时，第四枚大头针插的位置比实际偏右一点，其他操作无误，最终测得折射率偏大 B．测量图乙中长方形玻璃砖折射率时，准确描绘出玻璃砖轮廓后，玻璃砖的位置水平向上发生了微小的平移，之后再插针作图，最终测得折射率偏小 C．双缝干涉测波长时，误将N条亮纹间隔数记为，其余数据准确，会导致波长测量值偏小 D．双缝干涉测波长时，单双缝轻微倾斜导致干涉条纹倾斜，仍按照条纹竖直进行数据记录，会导致波长测量值偏大 【答案】ACD 【详解】A．在“插针法测定玻璃砖折射率”实验中，折射率。如图甲，确定入射光线，入射角点O不变。确定出射光线。若插得偏右，连接并反向延长交下表面于出射点。由于在左上方，右移导致连线的反向延长线交下表面于点会向左移动。连接入射点和，折射角减小。由可知，减小，减小，测得折射率偏大，故A正确； B．玻璃砖向上平移，实际光路发生改变，但入射角和折射角由介质决定，保持不变。作图时，使用原来的轮廓（虚线）。入射光线延长线交虚线上表面于，出射光线反向延长线交虚线下表面于。由于玻璃砖平移，出射光线与入射光线依然平行。通过几何关系可知，折射角不变，测得折射率不变，故B错误； C．双缝干涉波长公式 误将个间隔记为，则计算出的 导致波长测量值，即测量值偏小，故C正确； D．双缝干涉测波长时，若干涉条纹倾斜，导致，导致波长测量值，即测量值偏大，故D正确。 故选ACD。 15．某物理兴趣小组在用如图甲所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中，通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。 (1)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，他的操作是以下的哪项（　　） 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 (2)在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时，得到卡尺上的示数如图所示，则该干涉条纹位置是___________cm。 (3)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，双缝到光屏间距为，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，则该单色光的波长为=___________。 【答案】(1)D (2)1.725 (3) 【详解】（1）干涉条纹由图乙变为图丙，观察到的条纹增加，即条纹间距减小，由公式得 AB．换用长度更长的遮光筒，增大了，条纹间距变大； 增大单缝到双缝的距离，条纹间距不变。A错误，B错误； C．换用间距更小的双缝，即减小，则条纹间距增大，故C错误； D．红色滤光片换成紫色滤光片，即变小，则条纹间距减小，故D正确。 故选D。 （2）由图可知，该干涉条纹位置是 （3）根据题意可知，条纹间距为 由公式有 联立解得 16．利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 (1)已知光屏上第一条亮条纹读数为x1，第七条亮条纹如图丙所示读数记为___________mm，该单色光的波长λ=___________（用a，L，x1，x7表示）。 (2)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将___________（变大、变小或不变）。 (3)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为___________（用L、a、b和c表示）。 【答案】(1) 13.870/3.868/13.872/13.869/13.871 (2)变大 (3) 【详解】（1）[1]由图丙可得读数为 [2]相邻亮条纹中心间距为 由题意可知，等效的双缝间距为 又 联立，解得 （2）画出光路图有 沿OA向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出双缝的间距即S与像的间距减小，则干涉条纹间距变大。 （3）画出光路图 根据几何关系，打到最上面的点到P点距离设为，则 打到最下面的点到P点距离设为，则 出现干涉条纹区域的竖直长度为 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $