湖南师大附中《实验：用双缝干涉测量光的波长》测试题(含答案)
4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长(同步训练)(附答案)—高二上学期物理选择性必修1
4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长（同步训练）一、选择题1.(多选)利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的有()A.实验装置中的①②③元件的中心大致位于遮光筒的中心轴线上B.将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽C.将双缝换为间距更小的双缝后，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2.(多选)利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是()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.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄3.如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的()A.a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏B.a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏C.a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏D.a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏4.用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，在光屏上能观察到清晰的干涉条纹．关于该实验，下列说法正确的是()A.取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹B.若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大C.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增大D.若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小5.用图甲所示装置测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数为11.4 mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头卡尺的示数为15.2 mm.已知双缝挡板与光屏间距为0.4 m，双缝相距0.1 mm，则所测单色光的波长为()甲乙A．2.38×10－7 m B．2.38×10－9 mC．9.5×10－7 m D．9.5×10－9 m6.用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是()A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等二、非选择题7.如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m，则在这里出现的应是__________(填“明条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为 6.30×10－7m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(填“变宽”“变窄”或“不变”)．8.用双缝干涉测光的波长．实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝的距离为L1，双缝与屏的距离为L2，单缝宽为d1，双缝间距为d2.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离，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，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度．(1)分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时示数x1＝2.190 mm，对准第4条亮纹的中心时手轮上的读数如图乙所示，则此时读数x2＝________mm.(2)相邻两条亮纹间的距离Δx＝________mm，入射光的波长λ＝________(用题中的字母表示)．9.在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图所示)：(1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏的中心时，应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝an－1 (2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图所示，其示数为____mm.10.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中．(1)在观察红光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、滤光片D、单缝E等光学元件，将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为____. (选填“①”或“②”)①C、D、E、B、A②C、D、B、E、A(2)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.仅转单缝C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头(3)为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变情况下，以下做法合适的是________．A．增大单缝与双缝间距B．增大双缝与毛玻璃屏间距C．更换双缝间距更小的双缝片D．增强光源亮度11.在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________(选填“>”“＝”或“<”)Δx2。
选修1高中物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)
选修1高中物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题1．(1)在“单摆测重力加速度”实验中，测量周期时，秒表指针如图1所示，读数为_____秒(2)在“双缝干涉测量光的波长”实验中，某同学观察到如图2所示的干涉条纹，于是他使分划板中心刻线与亮条纹中央对齐，移动测量头进行测量，在这种情况下光的波长的测量值（__________）A．偏小 B．偏大 C．不变2．小明和小强两位同学根据老师的要求到实验室想利用双缝干涉实验仪测量光的波长，实验老师给他提供（如图甲所示的）实验仪器。
接通电源使光源正常发光。
回答下列问题：①一开始小明和小强同学按图甲所示将仪器安装在光具座上之后，在目镜中什么也看不到，两人看了说明之后，相互配合做了如下调节。
一是调节光源、凸透镜、遮光筒轴线在同一高度上，二是调节单缝与双缝________，使缝的中点位于遮光筒轴线上，但是这次小明同学在目镜中看到了模糊不清的条纹，为了得到清晰的条纹，因仪器装置较长，一人无法完成操作，两人开始分工，小明在目镜中观察，小强必须前后微调________（填写图中所给的仪器名称）才能看到清晰的干涉条纹。
②经过认真、正确地调节，小明和小强看到了彩色干涉条纹，说明在实验装置当中缺少了________，小明和小强认为同样可以测出彩色条纹间距，从而测出小灯泡发出的光的波长，因此调节出如图乙、丙、丁所示的三个彩色条纹图样，请问观察到图乙情景时目镜中心相对于遮光筒轴线是________（填“偏左”或“偏右”）的。
③观察到图乙时，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，此时手轮上的示数为20.00mm 。
然后转动测量头，使分划板中心刻线与第9条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数为3.00mm ，求得相邻亮纹的间距x ∆=________mm 。
④已知双缝间距0.200mm d =，测得双缝到光屏的距离700mm L =，由计算表达式λ=________，求得所测灯泡发出光的波长为________（结果保留三位有效数字）nm 。
《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案(2)
《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案(2)一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题1．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图甲所示，调试好后能观察到清晰的干涉条纹．（1）根据实验装置知，②、③、④依次是______、______、______．（2）某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图乙所示，此时螺旋测微器的读数为______mm．（3）转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置，再次从螺旋测微器上读数．若实验测得4条亮纹中心间的距离为∆x1=0.960mm，已知双缝间距为d=1.5mm，双缝到屏的距离为L=1.00m，则对应的光波波长λ=______mm．2．用双缝干涉测光的波长。
实验装置如图所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。
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。
（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图所示，则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm（2）写出计算波长λ的表达式，λ=_________（用符号表示），λ=_____mm(保留三位有效数字)3．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为CE________A．(2)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2所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm．(3)为了增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，可以________．A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离C．将红色滤光片改为绿色滤光片 D．增大双缝之间的距离4．用双缝干涉测光的波长实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L，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．(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1= ______mm (允许误差)、对准第4条时读数x2= ______mm(允许误差)(2)写出计算波长λ的表达式，λ= ______ (用x1、x2、L、d表示，不用计算)．(3)在屏上观察到了干涉条纹如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变______ ；(选大或小)5．我们用以下装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验：(1)在本实验中，需要利用关系式Lx dλ∆=来求解某色光的波长，其中L 和d 一般为已知量，所以测量x ∆是本实验的关键，观察下面的图像，你认为在实际操作中x ∆应选下列图中的________图（填写“甲”、“乙”）更为合适？(2)而在实际操作中，我们通常会通过测n 条亮纹间的距离取平均值的方法来减小测量误差。
选修1高中物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)
选修1高中物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题1．（1）利用甲图所示装置研究光的某些现象，下列说法正确的是______。
A．若在光屏上得到的图样如（a）图所示，则光源和光屏间放置的是单缝挡板B．若光源和光屏间放置的是双缝挡板，光源由红光换作蓝光后，图样的条纹宽度会变窄C．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则红光最有可能照射不到光屏上D．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则紫光最有可能照射不到光屏上（2）用双缝干涉测量某单色光的波长时，所得图样如乙图所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数如丙图所示，其读数为______mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头卡尺的示数为18.6mm。
已知双缝挡板与光屏间距为0.6m，双缝相距0.2mm，则所测单色光的波长为______m。
2．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），单缝保持竖直方向，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。
(1)组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为___________。
A．a代表单缝，b代表双缝B．a代表双缝，b代表单缝C．二者相互垂直放置D．二者相互平行放置(2)将红色滤光片改为绿色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则__________。
A．条纹为竖条纹 B．条纹为横条纹C．与红光相比条纹间距变窄 D．与红光相比条纹间距变宽(3)经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为Δx，则这种色光的波长表达式为λ=_____（用题中所给字母表示）。
3．某同学利用如图甲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，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
2025年高中物理复习配套课件含答案解析 实验十五 用双缝干涉实验测量光的波长
第十四单元光学2025年高中物理复习配套课件含答案解析实验十五用双缝干涉实验测量光的波长教材原型实验拓展创新实验教师备用习题作业手册1.观察双缝干涉图样，掌握实验方法.2.测量单色光的波长.相邻两条亮条纹的中心间距Δ与入射光波长、双缝间距及双缝到屏的距离满足的关系式为：Δ=，则=Δ.据此可测算出光的波长.光具座、光源、学生电源、导线、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺.两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离.实际测量时，要测出个亮条纹间的距离，再求出相邻两条亮条纹间的距离Δ=K1.注意：如图甲所示，测量头通常有两种，但都由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会左右移动.测量时，应使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，如图乙所示，记下此时手轮上的读数.1.如图所示，安装仪器（注：滤光片可装在单缝前）（1）将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安装在光具座上.双缝干涉的实验装置（2）打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮.（3）放好单缝和双缝.注意使单缝与双缝相互平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上.2.观察记录与数据处理（1）调节单缝与双缝间距为5～10cm时，观察白光的双缝干涉图样.（2）在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样.（3）用刻度尺测量出双缝到屏的距离.（4）调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线与第条亮条纹中心对齐时，记下手轮上的读数2.（5）分别改变滤光片的颜色和双缝的间距，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长.五、数据处理1.相邻两亮条纹间距的计算：Δ=2−1K1，可多测几组不同的对应的Δ求平均值，减小误差.2.由=Δ计算波长.六、误差分析1.测量双缝到屏的距离存在的误差.2.测条纹间距Δ带来的误差（1）干涉条纹没有调整到最清晰的程度.（2）分划板的中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心.（3）测量多条亮条纹间的距离时读数不准确.七、注意事项1.透镜的作用是使射向单缝的光更集中.2.注意调节光源的高度和角度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.3.放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上.4.调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，记录此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下这时手轮的读数，两次读数之差就表示这两个亮条纹间的距离.5.不要直接测量相邻两亮条纹的间距Δ，测量间隔若干个条纹的间距，计算得到相邻两亮条纹的平均间距Δ，这样可以减小误差.6.观察白光的双缝干涉图样，看到的是彩色条纹，中央为白色亮条纹，这样可以确定中央亮条纹的位置.例1[2021·浙江6月选考]如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置.实验中：要使条纹变得清晰，值得尝试的C是____（填选项前的字母）.A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行[解析]旋转测量头，不能调节条纹的清晰程度，选项A错误；增大单缝与双缝之间的距离既不能调节干涉条纹间距，也不能调节清晰程度，选项B错误；调节拨杆使单缝与双缝平行，可使条纹变得清晰，选项C正确.D正确的做法是____（填选项前的字母）.A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双缝与测量头间的距离[解析]根据双缝干涉条纹间距公式Δ=B可知，增加双缝到屏幕（测量头）的距离或光的波长，以及减小双缝宽度，都可以使条纹间距增大，选项D正确；增大或减小单缝与光源或双缝间的距离，并不能引起条纹间距的变化，选项A、B.错误；增大透镜与单缝间的距离，也不能改变条纹间距，选项C错误变式[2023·北京大兴区模拟]在“用双缝干涉测量光的波长”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），并选用缝中心间距为的双缝屏.从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为.接通电源使光源正常工作，发出白光.B （1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在处和处，则___（填选项前的字母）.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[解析]因为该实验是双缝干涉实验，是单缝，是双缝，单缝是竖直放置，则双缝也需要竖直放置，观察到的是竖直方向的干涉条纹，故B正确，A、C错误.C（2）若取下滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中____（填选项前的字母）.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[解析]因为白光是各种色光混合而成的，当它们发生双缝干涉时，其干涉图样明暗部分间距不同，不能重新混合成白光，所以若取下滤光片，则观察到的条纹是彩色的，故C正确，A、B错误.（3）若实验中得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板中心刻线在图乙中、位置时，手轮上的读数分别为1、2，则计算入射的单色光波长的表达式为=________.分划板中心刻线在某条亮条纹位置时手轮上的示数如图丙所示，则读数为_______mm . 2−1 613.870教材原型实验[解析]从图乙可以看出，条纹间距Δ=2−16，干涉条纹间距与单色光波长的关系为Δ=，解得=2−16.图丙中螺旋测微器固定刻度为13mm，半刻度为0.5mm，可动刻度为0.370mm，所以其读数为13mm+0.5mm+0.370mm=13.870mm.考向一实验仪器的创新例2如图所示是用光传感器做双缝干涉实验的装置.激光光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器.光传感器是一个小盒，在图中白色狭长矩形部分，沿矩形的长边分布着许多光敏单元.这个传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在荧光屏上显示出来.C项前的字母）.A.应该在光源和双缝之间加一个单缝，才能使实验成功B.下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，则干涉条纹间距减小C.光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，则干涉条纹间距减小D.保持光源和双缝挡板的距离不变，同时下移它们，使它们靠近光传感器，则干涉条纹间距不变[解析]因激光的相干性高，故光源和双缝之间不需要加一个单缝，故A错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δ=知，若下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，即减小光源到双缝的距离，则干涉条纹间距不变，故B错误；若光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，即减小双缝到光传感器（光屏）的距离，则干涉条纹间距会减小，故C正确；保持光源和双缝挡板的距离不变，使它们靠近光传感器，即减小双缝到光传感器（光屏）的距离，则干涉条纹间距减小，故D错误.（2）用激光替代普通光源来做本实验，最主A要是利用了激光的____（填选项前的字母）.A.相干性高B.平行度好C.亮度高[解析]激光的相干性高，因此可用激光替代普通光源来做实验，故A正确，B、C错误.光传感器沿矩形的长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，可以在显示器上显示出来；然后根据显示器上干涉图像的条纹间距，可以算出光的波长.考向二实验过程的创新例3[2023·江苏南京模拟]寒假期间小明利用图甲所示生活中的物品，测量了某型号刀片的厚度.甲实验过程如下：（1）点燃蜡烛，用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑；（2）并齐捏紧两片刀片，在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕；（3）如图乙所示，将激光光源和玻璃片固定在桌上，并将作为光屏的白纸固定在距离足够远的墙上.乙（4）打开激光光源，调整光源的高度并使激光沿水平方向射出，恰好能垂直入射在两划痕上.丙（5）观察白纸上的干涉条纹如图丙所示.用刻度尺测出、两点间的距离为______cm ，则两相邻暗条纹中心之间的距离Δ=_____cm . 10.50 2.10[解析] 用刻度尺测出、两点间的距离为10.50 cm ，两相邻暗纹中心之间的距离为Δ=10.505 cm =2.10 cm .（6）测量出玻璃片到光屏的距离=3.00m，已知该红色激光的波长0.10=700nm，利用公式求出双划痕间距=_____mm，即为刀片厚度（结果保留两位有效数字）.[解析]刀片的厚度满足Δ=，解得=0.10mm.教师备用习题1.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,现要利用这套装置来测量某种单色光的波长.(1)装置示意图中有三个电学元件的名称空缺,关于它们的说法正确的是 (填选项前的字母).A .①是双缝,③是滤光片B .②是双缝,③是单缝C .②是单缝,③是双缝教师备用习题C [解析]在双缝干涉实验中①②③分别为滤光片、单缝、双缝,故C 正确,A 、B 错误;(2)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,下列操作可行的是 (填选项前的字母).A .将单缝向双缝靠近B .将屏向靠近双缝的方向移动C .将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝教师备用习题B[解析]增加从目镜中观察到的条纹个数,即条纹的宽度减小,相邻亮纹间的距离为Δx=λ.将单缝向双缝靠近,不影响干涉条纹间距,故A错误;将屏向靠近双缝的方向移动,即减小双缝到屏的距离L,故B正确;将屏向远离双缝的方向移动,即增大双缝到屏的距离L,故C错误;D错误;使用间距更小的双缝,即减小双缝间距离d,故(3)实验过程中移动测量头使分划板中心刻线与某一级暗条纹中心对齐,此时测量19.40头标尺如图乙所示,其读数是 mm.[解析]题中是20分度的游标卡尺,其精确度为0.05 mm,由图可知,主尺的读数为19 mm,游标尺的读数为8×0.05 mm=0.40 mm,所以读数为d=19 mm+0.40 mm=19.40 mm.(4)用测量头测出了第1条和第6条亮纹中心间的距离为Δx ,已知双缝到光屏的距离为L ,双缝间距为d ,则所测单色光波长的计算式为λ= (用题中所给的字母表示).Ε5[解析]相邻两条亮纹中心间的距离为Δx'=Δ5,根据Δx'=λ,则所测单色光波长的计算式为λ=Ε5.2.某同学利用图示装置测量某种单色光波长.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)关于本实验,下列说法正确的是 (填选项前的字母).A .若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮,则可能是光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致B .若想增加从目镜中观察到的条纹个数,则应将屏向远离双缝方向移动C .使用间距更小的双缝会使条纹间距变小A[解析]该实验中若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮,则可能是光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致,故A 正确;若要增加从目镜中观察到的条纹个数,则条纹的宽度Δx 将减小,相邻亮条纹间的距离为Δx =λ,可以减小L 或者增大d ,所以应将屏向靠近双缝方向移动,故B 错误;根据相邻亮条纹间的距离为Δx =λ可知,使用间距更小的双缝,即d 减小,会使条纹间距变大,故C错误.(2)某次测量时,选用的双缝的间距为0.4 mm,测得屏与双缝间的距离为0.5 m,用某种单色光实验得到的干涉条纹如图乙所示,分划板在图中A 、B 位置时游标卡尺的读数如图丙、丁所示,则A 位置对应的读数为 mm .已知B 位置对应的读数为15.6 mm,则相邻条纹中心的间距为 mm,所测单色光的波长为 nm .11.10.75600[解析]该游标卡尺的分度值为0.1 mm,则在A 位置时游标卡尺读数为x A =11 mm+1×0.1 mm=11.1 mm;已知B 位置对应的读数为15.6 mm,由图乙知若A 位置处为第1条暗纹,则B 位置处为第7条暗纹,可得相邻条纹中心的间距为Δx =−7−1=15.6−11.17−1 mm=0.75 mm;由Δx =λ可得所测单色光的波长为λ=·Δ=4×10−4×7.5×10−40.5 m=6.0×10-7 m=600 nm .(3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图戊所示,在这种情况下测量相邻条纹间距Δx 时,测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)实际值.大于[解析]若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,在这种情况测量相邻条纹间距Δx 时,将导致测量值Δx 大于实际值,由λ=·Δ可知,λ的测量值将大于实际值.3.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),并选用缝间距d =0.20 mm 的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L =700 mm .然后,接通电源使光源正常工作.(1)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,第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示,图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标卡尺上的读数x 1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标卡尺上的读数x 2= mm.15.02[解析]主尺读数为15 mm,游标尺读数为1×0.02 mm=0.02 mm,二者相加可得读数为15.02 mm .(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx = mm;这种色光的波长λ= nm . 2.316.6×102[解析]由于图中数字标记的是暗条纹,首先应根据暗条纹所标数字给亮条纹也标明条数,若图乙(a)中的分划板中心刻线所对亮条纹记为第1条,则图丙(a)中,分划板中心刻线所对亮纹为第7条,则Δx =2−1−1=2.31 mm .由Δx =λ得λ=Ε,代入数据得λ=0.20×2.31700mm=6.6×10-7 m=6.6×102 nm .4.我们用以下装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验:(1)在本实验中,需要利用关系式Δx =λ来求解某色光的波长,其中L 和d 一般为已知量,所以测量Δx 是本实验的关键,观察下面的图像,你认为在实际操作中Δx 应选下图中的 (选填“甲”或“乙”)图更为合适. 甲[解析]在实际操作中标度线在明条纹中容易观察,则Δx 应选甲图更为合适.(2)在实际操作中,我们通常会通过测n 条亮纹间的距离取平均值的方法来减小测量误差.已知实验所用的测量头由分划板、目镜、手轮等构成,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,具体操作如下:从目镜中观察干涉图像同时调节手轮,测量了第1条亮条纹与第6条亮条纹之间的距离,初末位置游标卡尺的示数如图所示,则相邻两条亮条纹的间距Δx = mm.1.62[解析]由题图可知,初末位置游标卡尺的示数分别为0.570 cm 和1.380 cm,则相邻两条亮纹的间距Δx =1.380−0.5705cm=0.162 cm=1.62 mm .(3)若在实验当中,某同学观察到以下图像,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,所以需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上.下面操作中可行的有 (填选项前的字母).A .调节拨杆方向B .其他不动,测量头旋转一个较小角度C .其他不动,遮光筒旋转一个较小角度D .将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度BC[解析]首先要明确各器件的作用,拨动拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样,因为已有清晰的干涉图样,所以不用调节;题中出现的问题是分划板中心刻度线与干涉条纹不平行,应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,故应其他不动,测量头旋转一个较小角度;或者其他不动,遮光筒旋转一个较小角度,故B、C正确.(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 的图像存在造假现象.甲同学[解析]实验中移动目镜时,分划板中心刻度线不应该移动,则甲同学的图像存在造假现象.作业手册作 业 手 册1.[2023·浙江金华模拟]小明同学在实验室进行了光的波长测定实验.利用如图甲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，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹.甲123。
选修1高中物理 《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案
选修1高中物理《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题1．(1)在“单摆测重力加速度”实验中，测量周期时，秒表指针如图1所示，读数为_____秒(2)在“双缝干涉测量光的波长”实验中，某同学观察到如图2所示的干涉条纹，于是他使分划板中心刻线与亮条纹中央对齐，移动测量头进行测量，在这种情况下光的波长的测量值（__________）A．偏小 B．偏大 C．不变2．英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象．图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏．（1）该实验设置O屏的目的是____________________；（2）呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________（填“甲”或“乙”）．3．同学们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（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是__________；A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮纹中央到第n条亮纹中央间距离为x，则单色光的波长λ=_________；(3)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_________； A .屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹 B .屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 C .屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹 D .屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹(4)随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识。
现在我们知道光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置_________（选填“可以”或“不可以”）预测；②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。
2025高考物理备考教案含答案解析 实验十八 用双缝干涉实验测量光的波长
第十四章光学实验十八用双缝干涉实验测量光的波长新高考光学作为必考后，光的干涉实验开始作为选择题出现，2023年中江苏T6也考查了该实验，实验一般只有2个题，因此在实验中会轮流考查，也可能在选择题中考查.预计2025年高考中，选择题和实验题均有可能考查.1.实验目的（1）了解光产生稳定干涉现象的条件；（2）观察白光及单色光的双缝干涉图样；（3）掌握用测量头测量条纹间距的方法；（4）测量单色光的波长.2.实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（暗）条纹间距Δx与Δx.双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足λ＝[1]dl3.实验器材双缝干涉仪（光具座、单缝片、双缝片、滤光片、遮光筒、光屏、光源、测量头）、电源、导线、刻度尺.4.实验步骤（1）器材的安装与调整：①先将光源、遮光筒依次放于光具座上，如图甲所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的[2]轴线把屏照亮.图甲②将单缝和双缝安装在光具座上，使光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝[3]相互平行.在遮光筒有光屏一端安装测量头，如图乙所示，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏[4]中央.图乙（2）观察：①调单缝与双缝间距，观察白光的干涉条纹.②在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.（3）测量：调节测量头，使分划板中心对齐第1条亮条纹中心，读数为x1，转动手轮，使分划板中心｜.对齐第n条亮纹中心，读数为x2，则相邻亮条纹间距Δx＝[5]｜x2－x1n－15.数据分析|.（1）条纹间距Δx＝|x2－x1n－1Δx.（2）波长λ＝[6]dl（3）计算多组数据，求λ的[7]平均值.6.注意事项（1）调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.（2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的[8]轴线上.（3）调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离.（4）不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差.（5）观察到白光的干涉条纹是彩色条纹，其中[9]白色在中央，[10]红色在最外层.7.误差分析（1）双缝到光屏的距离l的测量存在误差.（2）测条纹间距Δx带来的误差：①干涉条纹没有调整到最清晰的程度.②分划板中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心.③测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清.命题点1教材基础实验1.[2024辽宁省实验中学校考]某实验小组利用如图甲所示装置测量某单色光的波长.图甲（1）该实验小组以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节，观察实验现象后总结出以下几点，其中正确的是DA.干涉条纹与双缝垂直B.若使用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变小C.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应将屏向远离双缝方向移动D.若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致（2）该实验小组调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的读数x1＝1.515mm（如图乙所示），接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，并读出对应的读数x2＝11.550mm；（3）若实验小组所用装置的双缝间距为d＝0.2mm，双缝到屏的距离为L＝70cm，则所测光的波长λ＝573nm.（保留3位有效数字）解析（1）根据双缝干涉原理，可知干涉条纹与双缝平行，A错误；根据干涉条纹间距公式Δx＝Ldλ可知，若使用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变大，B错误；若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小条纹间距，根据公式Δx＝Ldλ知应将屏向靠近双缝方向移动，C错误；若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致，D正确.（2）根据螺旋测微器的固定刻度和可动刻度可知手轮上的读数为1.5mm＋0.01×1.5mm＝1.515mm.（3）根据题意可知相邻条纹间距为Δx＝x2－x15＝11.550－1.5155mm＝2.007mm，由相邻条纹间距公式Δx＝Ld λ可得所测光的波长为λ＝ΔxLd＝2.007700×0.2mm＝573nm.命题点2创新设计实验2.[2023海口模拟]某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长.用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度d＝0.2mm.激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x＝65.0mm.通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L＝2.0m，已知λd ＝ΔxL（Δx为相邻两条亮纹间的距离）由此则可以计算该激光的波长λ＝ 6.50×10－7m.如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会变小（填“变大”“变小”或“不变”）.解析 刻度尺的最小刻度值为1mm ，由刻度尺读出A 、B 两亮纹间的距离为9.00cm －2.50cm ＝6.50cm ＝65.0mm.相邻两条亮纹间的距离Δx ＝x B －x A 10＝65.010mm ＝6.50mm ，由λd＝Δx L可得λ＝Δxd L＝6.50×10－3×0.2×10－32.0m ＝6.50×10－7m.如果用紫色激光重新实验，由于紫色激光的波长较小，由λd＝Δx L 可知，d 、L 不变，则相邻亮纹间距会变小.1.[2024山西忻州开学考试]某同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量黄光的波长，测得双缝之间的距离为0.24mm ，光屏与双缝之间的距离为1.20m.第1条到第6条黄色亮条纹中心间的距离为14.70mm ，则该黄光的波长为（ D ）A.570nmB.576nmC.582nmD.588nm解析 由题意易知相邻干涉条纹间距Δx ＝14.706－1mm ＝2.94mm ，根据Δx ＝Ld λ，可得λ＝dΔx L＝0.24×10－3×2.94×10－31.20m ＝5.88×10－7m ＝588nm ，故选D.2.[2024重庆育才中学校考/多选]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所示的单色光干涉条纹，下面能使条纹间距变小的是（ BD ）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解析 根据双缝干涉的条纹间距公式Δx ＝Ld λ，可知减小光源到单缝的距离，条纹间距不变，故A 错误；增大双缝之间的距离，能使条纹间距变小，故B 正确；增大双缝到光屏之间的距离，条纹间距变大，故C 错误；将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变短，故条纹间距变小，D 正确.3.[2024高二期中考试]在双缝干涉测波长实验中，为了减小实验误差可采取的办法是（ D ）A.减小屏到双缝的距离B.换用不同的滤光片进行多次测量取平均值C.增大缝的宽度D.测出多条亮纹之间的距离，再算出相邻亮条纹间距解析 测出多条亮纹之间的距离，根据Δx ＝a n －1计算相邻亮条纹间距，n 越大，测量的偶然误差就越小.减小屏到双缝的距离、换用不同的滤光片进行多次测量取平均值、增大缝的宽度都无法减小实验误差，故选D.4.[2024江苏高三校考]在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图所示安装在光具座上，单缝a 保持竖直方向，选用缝间距为d 的双缝b ，并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏上出现清晰干涉条纹.下列说法正确的是（ D ）A.滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，无法看到干涉条纹B.若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小C.若测得5个亮条纹中心间的距离为x ，则相邻两条亮条纹间距Δx ＝x 5D.光通过单缝a 发生衍射，再通过双缝b 发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的解析 滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故A 错误；若将滤光片由绿色换成红色，由于红光的波长较长，根据Δx ＝λld 可知，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B 错误；若测得5个亮条纹中心间的距离为x ，则相邻两条亮条纹间距Δx ＝x5－1＝x4，故C 错误；光通过单缝a 发生衍射，再通过双缝b 发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的，故D 正确.5.在实验室用双缝干涉测光的波长，请按照题目要求回答下列问题.元件代号ABCD元件名称双缝光屏单缝滤光片（1）将表中的光学元件放在图（a ）所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置.将白光光源放在光具座最左端，依次放置凸透镜和表中其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为 DCAB （填写元件代号）.（2）已知该装置中双缝间距d ＝0.200mm ，双缝到光屏的距离L ＝0.500m ，在光屏上得到的干涉图样如图（b ）甲所示，分划板在图中A 位置时螺旋测微器如图（b ）乙所示，分划板在B位置时螺旋测微器如图（b）丙所示，则其示数x B＝ 5.880mm.由以上所测数据可以得出该单色光的波长为 4.75×10－7（4.74×10－7～4.76×10－7均可）m（结果保留3位有效数字）.解析（1）实验室用双缝干涉测光的波长的实验装置，由左至右，各光学元件的排列顺序应为滤光片、单缝、双缝、光屏，故顺序为DCAB.（2）图中B位置时固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为38.0×0.01mm，螺旋测微器的读数为x B＝5.5mm＋38.0×0.01mm＝5.880mm，图中A位置时固定刻度读数为1mm，可动刻度读数为12.8×0.01mm，螺旋测微器的读数为x A＝1mm＋12.8×0.01mm＝1.128mm，则相邻条纹间距为Δx＝x B－x A4；根据条纹间距公式Δx＝Ld·λ可得λ＝dΔxL，代入数据解得λ＝4.75×10－7m.6.某同学利用如图1所示的装置来测量某种单色光的波长.接通电源，规范操作后，在目镜中观察到清晰的干涉条纹.图1（1）若想增加从目镜中观察到的条纹数量，该同学可B.A.将透镜向单缝靠近B.使用间距更大的双缝C.将单缝向靠近双缝的方向移动D.将毛玻璃向远离双缝的方向移动（2）测量中，分划板中心刻线对齐某一亮条纹的中心时，游标卡尺的读数如图2所示，则读数为 1.07cm.（3）该同学已测出图1装置中单缝与双缝、双缝与毛玻璃、毛玻璃与目镜之间的距离分别为L1、L2、L3，又测出他记录的第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为Δx，若双缝间距为d，则该单色光波长λ的表达式为λ＝dΔx5L2（用题中所给字母表示）.（4）只将单色红光源换成单色蓝光源，从目镜中观察到的条纹数量会增加（填“增加”“减少”或“不变”）.解析（1）（3）由题意可知Δx5＝L2dλ，所以波长λ＝dΔx5L2.（4）换成蓝光后，光的频率增大，波长变小，则条纹间距变小，目镜中条纹数量增加. 7.洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置.如图所示，从单缝S发出的光，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹.单缝S通过平面镜成的像是S'.（1）通过如图所示的装置在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致.如果S被视为其中的一个缝，则S'相当于另一个“缝”.（2）实验表明，光从光疏介质射向光密介质在界面发生反射时，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即半波损失.如果把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是暗条纹（填“亮条纹”或“暗条纹”）.（3）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15mm，单缝到光屏的距离D＝1.2m，观测到第3个亮条纹到第12个亮条纹的中心间距为22.78mm，则该单色光的波长λ＝6.33×10－7m（结果保留3位有效数字）.解析（1）根据题图可知，如果S被视为其中的一个缝，则S经平面镜成的像S'相当于另一个“缝”.（2）根据题意可知，把光屏移动到和平面镜接触，光线经过平面镜反射后将会有半波损失，因此接触点P处是暗条纹.（3）条纹间距为Δx ＝22.78×10－312－3m ≈2.53×10－3m ，根据λ＝2ℎDΔx ，代入数据解得λ≈6.33×10－7m.8.[实验创新]（1）干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上（图甲），让单色光从上方射入（示意图如图乙，其中R 为凸透镜的半径），从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成图丙所示的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环.如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径将 变大 （填“变大”“变小”或“不变”）；如果换一个半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径将 变大 （填“变大”“变小”或“不变”）.（2）采用波长为690nm 的红色激光作为单色入射光，牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为 A .A.345nmB.690nmC.几微米D.几毫米解析 （1）当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹；用波长更长的光照射，则出现亮条纹的这一厚度需远离中心，则圆环的半径变大；换一个表面曲率半径更大的凸透镜，出现亮条纹的这一厚度偏移中心，可知圆环的半径变大.（2）由题意知相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长，故为345nm ，A 正确，B 、C 、D 错误.。
实验 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)
乙中的
(填字母),此时测量头的读数为25.70 mm。沿同一方向继
续移动测量头使划板线与第k+5级暗条纹中心对齐,此时测量头标尺如图
丙所示,其读数是
mm,紫光的波长等于
nm。
解析:换上紫色滤光片后,干涉条纹间距Δx= L ,其他条件不变情况下,间距 d
变密,分划板应该在正中央,所以为 D。根据游标卡尺读数为 19.40 mm。平均
屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光
筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头测量数条亮(暗)条纹间的距离。在操作步骤②时还应
注意
。
解析:(3)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使单缝 与双缝相互平行;要使光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中 心轴线上。
答案:(3)单缝与双缝相互平行
热点二 实验仪器读数和数据处理
[例2] (2016·浙江4月选考)在“双缝干涉测量光的波长”实验中,选用红色 滤光片和间距为0.20 mm的双缝,双缝与屏的距离为600 mm。某同学正确
操作后,在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹。换成紫色滤光片正确操作
后,使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐,在目镜中观测到的是图
(3)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心。 (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清。
热点透析
热点一 实验原理与操作
[例1] 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E 等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用 以测量红光的波长。
物理量是
和
。
选修1高中物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)
选修1高中物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)一、实验：用双缝干涉测量光的波长 实验题1．某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。
双缝间距d = 0.20mm ，测得屏与双缝间的距离L = 500mm 。
然后，接通电源使光源正常工作：(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A 的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_________cm ；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B 的中心，若游标卡尺的读数为1.67cm ，此时主尺上的________cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ=_________m ；(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有_________________（至少写一条）。
2．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：A ．白炽灯B ．单缝片C ．光屏D ．双缝E 、遮光筒F 、滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：_______________．(2)正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a ，改用绿色滤光片，其它条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b ，则一定有a __ b ．(填“大于”、“小于”、或“等于”)(3)在双缝干涉实验中，滤光片的作用是_____，单缝的作用是_____，双缝的作用是_____．3．在利用双缝干涉测量光的波长的实验中,需要从标尺上读出某条亮纹的位置．图甲中所示的读数是________mm ．若缝与缝间相距d,双缝到屏间的距离为L,相邻两个亮条纹中心的距离为x ∆,则光的波长可表示为λ= ________(字母表达式),某同学在两个亮条纹之间测量,测出以下结果,其他数据为：0.20d mm =, 700L mm =,测量x ∆的情况如图乙所示．由此可计算出该光的波长为λ=________m ．4．双缝干涉实验装置如图所示．现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量光的波长．(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、______ 、A；(2)若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930 mm，双缝间距d=0. 30 mm，双缝到屏的距离1=1. 000 m，则对应的光波波长λ= ______ m；（计算结果保留两位有效数字）(3)若分别用红、绿两束单色光做该实验，在距双缝相同距离的屏上分别得到右图所示的干涉图样，由图样可判定______（填“甲”或“乙”）是由红光得到的图样．5．(1)某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'，O为直线AO与aa'的交点。
(完整版)实验：用双缝干涉测量光的波长单元测试题
(完整版)实验：用双缝干涉测量光的波长单元测试题一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题1．(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图甲所示．①转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm．②如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了白炽灯换成激光发射器以外，其他不必要的器材元件有________．(2)在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜ABC，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图2甲、乙所示．在图2中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_______（选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n=_________（用代表线段长度的字母ED、FG表示）．2．某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。
双缝间距d = 0.20mm，测得屏与双缝间的距离L = 500mm。
然后，接通电源使光源正常工作：(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_________cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67cm，此时主尺上的________cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ=_________m；(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有_________________（至少写一条）。
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A．当增加光源的功率，导致单位时间内的光子数目增多，故A正确；
B．将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B错误；
C．将放大镜A换一个面积更大的放大镜，则光的强度的增强，导致亮度增加，故C正确；
D．调节测量头的位置，亮度不变，故D错误。
(2)如果把毛玻璃屏向远离N的方向移动，相邻两个暗条纹的中心间距将______（填“变大”“变小”或“不变”）
(3)经测量，红光干涉相邻两个亮条纹的中心间距为 ，请写出能够反映红光波长大小的表达式 ______（用题给字母表示）。
(4)如果把红色滤光片换成绿色，相邻两个亮条纹的中心间距将______（填“增大”“减小”或“不变”）。
(2)[3]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于蓝光的波长，根据
可知，红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，所以相邻两个暗条纹的中心间距将变大。
(3)[4]根据公式
解得
(4)[5]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于绿光的波长，根据
可知，绿光的干涉图样的明暗相间的条纹更窄，所以相邻两个暗条纹的中心间距将减小。
由于激光是单色的相干光源，所以不需要单缝和滤光片．
(2)[3][4]．设入射角为α，折射角为β，根据折射定律得，根据几何关系有：对于甲图
对于乙图
可知仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图乙，折射率
.
【点睛】
知道双缝干涉实验的原理及操作步骤，以及掌握螺旋测微器的读数方法；几何光学的实验要理解实验原理，正确作出光路图，结合折射定律进行求解．
(3)该次测量时，选用的双缝的间距为0.400mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，则所测单色光的波长为__nm（结果保留三位有效数字）。
7．用双缝干涉测光的波长。实验装置如图a所示，已知单缝与双缝的距离为L1，双缝与屏的距离为L2，单缝宽为d1，双缝间距为d2。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离，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，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。
故选AC。
(3) [3]．干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故图C是正确的，图ABD错误．
故选C。
(4)[4]．由图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据 可知：
A.单缝与双缝的缝距对条纹间距无影响，选项A错误；
B.光强度对条纹间距无影响，选项B错误；
C.光源离双缝的距离对条纹间距无影响，选项C错误；
D.双缝离光传感器的距离l较小，则条纹间距较小，选项D正确；
2．小明和小强两位同学根据老师的要求到实验室想利用双缝干涉实验仪测量光的波长，实验老师给他提供（如图甲所示的）实验仪器。接通电源使光源正常发光。回答下列问题：
①一开始小明和小强同学按图甲所示将仪器安装在光具座上之后，在目镜中什么也看不到，两人看了说明之后，相互配合做了如下调节。一是调节光源、凸透镜、遮光筒轴线在同一高度上，二是调节单缝与双缝________，使缝的中点位于遮光筒轴线上，但是这次小明同学在目镜中看到了模糊不清的条纹，为了得到清晰的条纹，因仪器装置较长，一人无法完成操作，两人开始分工，小明在目镜中观察，小强必须前后微调________（填写图中所给的仪器名称）才能看到清晰的干涉条纹。
正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图2甲、乙所示．在图2中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_______（选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n=_________（用代表线段长度的字母ED、FG表示）．
（3）某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次看到的干涉条纹如图乙所示，图乙中的数字是该同学给各暗纹的编号，分划板中心刻线对准1、2间的亮纹中心，此时游标尺的读数x1=9.30 mm；接着再转动手轮，看到的的干涉条纹如图丙所示，此时游标卡尺读数如图丁所示，则读数x2=_____mm；利用上述测量结果，经计算可得这种色光的波长λ=____nm（计算结果保留三位有效数字）。
③观察到图乙时，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，此时手轮上的示数为 。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第9条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数为 ，求得相邻亮纹的间距 ________ 。
④已知双缝间距 ，测得双缝到光屏的距离 ，由计算表达式 ________，求得所测灯泡发出光的波长为________（结果保留三位有效数字） 。
（1）分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时示数为x1=2.190mm，对准第4条亮纹的中心时手轮上的读数如图b所示，则此时读数x2=______mm。
（2）相邻两条亮纹间的距离公△x=_____mm，入射光的波长为 =_______（用题中的母表示）。
8．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中∶
(1)如图甲所示，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是_______（填选项前的字母）；
4．小沈同学进行“用双缝干涉测波长”的实验，
(1)其中部分器材如下：
A．白炽灯B．凸透镜C．单缝片
D．滤光片E.测量头F。双缝片
将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是（填字母）：
A、B、___________、___________、F、E
(2)某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是___________
4．D C AC C D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] ．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：白色光源、凸透镜、滤光片、单
解析：DCACCD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头．将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是：A、B、D、C、F、E；
[2]在调节光源、凸透镜、遮光筒轴线在同一高度上，单缝与双缝相互平行后，还必须认真前后微调凸透镜才能使光屏上得到清晰的干涉条纹的图样。
②[3][4]不加滤光片，观察到的是复色光的彩色条纹；根据实际操作易知图乙情景时目镜中心相对于遮光筒轴线是偏右的。
③[5]根据
得相邻亮纹的间距为2.2125mm
④[6]由 知表达式为
A．单缝与双缝的缝距一定较大
B．光强度较小
C．光源离双缝的距离较大
D．双缝离光传感器的距离可能较小
5．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，如图甲所示，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.25mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，单缝与双缝之间的距离为5.00cm，光屏与双缝屏间的距离L=60.00cm。接通电源使光源正常工作。
带入数据
3．双缝获得相干光变大减小
【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然
解析：双缝获得相干光变大 减小
【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以N处的实验器材是双缝；双缝的作用是获得相干光源。
6．某同学利用如图甲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，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
(1)若想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距，该同学可__；
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向远离双缝的方向移动
C．使用间距更大的双缝
(2)某次测量时，分划板在 位置的示数如图乙所示，此时示数为__cm；若分划板在如图乙所示的 位置的示数为2.59cm，则相邻条纹的间距为__cm；
2．相互平行 凸透镜 滤光片 偏右 2.125 607
【解析】
【详解】
①[1]调节单缝与双缝相互平行是干涉条纹是否清晰的前提条件，所以必须调节单缝与双
解析：相互平行凸透镜滤光片偏右2.125 607
【解析】
【详解】
①[1]调节单缝与双缝相互平行是干涉条纹是否清晰的前提条件，所以必须调节单缝与双缝相互平行；
A．单缝、滤光片、双缝、光屏B．单缝、双缝、滤光片、光屏
C．滤光片、单缝、双缝、光屏D．滤光片、双缝、单缝、光屏
(2)以下操作中能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是________（填选项前的字母）；
A．将红色滤光片改为绿色滤光片B.增大双缝之间的距离
C．增大图中的b和d之间的距离D．增大图中的c和d之间的距离
②如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了白炽灯换成激光发射器以外，其他不必要的器材元件有________．
(2)在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜ABC，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．
（1）在图甲中，要使单缝与双缝相互平行，干涉条纹更加清晰明亮，以下操作最合理的是______；
A．移动光源B．转动双缝C．调节拨杆D．转动遮光筒
（2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动