實驗：用雙縫干涉測量光的波長知識點：實驗：用雙縫干涉測量光的波長一、實驗原理如圖1所示，兩縫之間的距離為d，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略．圖1兩縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0，雙縫到屏的距離OP0＝l.則相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距：Δx＝eq\f(l,d)λ.若已知雙縫間距，再測出雙縫到屏的距離l和條紋間距Δx，就可以求得光波的波長．二、實驗器材雙縫干涉儀，即光具座、光源、濾光片、透鏡、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭．另外，還有學生電源、導(dǎo)線、刻度尺等．三、實驗步驟1．將光源、透鏡、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖2所示．圖22．接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．3．調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達光屏．4．安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10cm，這時可觀察白光的干涉條紋．5．在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．

四、數(shù)據(jù)處理1．安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．2．使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第n條亮條紋，兩條紋間距為a＝|a2－a1|，則相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(|a2－a1|,n－1)＝eq\f(a,n－1).3．用刻度尺測量雙縫到光屏間的距離l(d是已知的)．4．重復(fù)測量、計算，求出波長的平均值．五、誤差分析1．光波的波長很小，Δx、l的測量誤差對波長λ的影響很大．2．在測量l時，一般用毫米刻度尺；而測Δx時，用千分尺且采用“累積法”．3．多次測量求平均值．六、注意事項1．雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測量頭等元件．2．濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去．3．安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約為5～10cm.4．測量頭在使用時應(yīng)使中心刻線對應(yīng)著亮(暗)條紋的中心.例題精練1．（黑龍江鶴崗一中高二期末）在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，實驗裝置如圖所示。（1）從左到右依次放置：①光源、②紅色濾光片、③_________、④雙縫、⑤遮光筒、⑥光屏（2）下列說法正確的是___________。A．減小雙縫之間的距離，可以減小相鄰暗條紋間的距離B．增大雙縫到光屏之間的距離，可以減小相鄰暗條紋間的距離C．若雙縫的間距為d，④與光屏的間距為l，用測微目鏡測出6條紅色條紋間的距離為a，則該紅光的波長D．假若需測量綠色光的波長，則需在②位置安裝綠色濾光片（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖所示。則在這種情況下來測量干涉條紋的間距?x時，最終波長測量值___________實際值（填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮繂慰pCD大于【詳解】（1）[1]從左到右依次放置：①光源、②紅色濾光片、③單縫、④雙縫、⑤遮光筒、⑥光屏；（2）[2]A．根據(jù)可知，減小雙縫之間的距離，可以增大相鄰暗條紋間的距離，選項A錯誤；B．根據(jù)可知，增大雙縫到光屏之間的距離，可以增大相鄰暗條紋間的距離，選項B錯誤；C．若雙縫的間距為d，④與光屏的間距為l，用測微目鏡測出6條紅色條紋間的距離為a，則條紋間距為根據(jù)可知，該紅光的波長選項C正確；D．假若需測量綠色光的波長，則需在②位置安裝綠色濾光片，選項D正確。故選CD。（3）[3]如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖所示。則在這種情況下來測量干涉條紋的間距?x時，條紋間距?x的測量值偏大，根據(jù)可知，最終波長測量值大于實際值。2．（浙江高二期末）現(xiàn)用如圖所示雙縫干涉實驗裝置來測量光的波長。（1）在組裝儀器時單縫和雙縫應(yīng)該相互___________放置；（選填“垂直”或“平行”）；（2）已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學調(diào)整手輪使測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時測量頭上游標卡尺的讀數(shù)為1.16mm；接著再同方向轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時測量頭上游標卡尺的示數(shù)如圖所示，則讀數(shù)為___________mm。已知雙縫間距d=2.00×10-4m，測得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.800m，所測光的波長λ=___________nm。（保留3位有效數(shù)字）；（3）為減小誤差，該實驗并未直接測量相鄰亮條紋間的距離?x，而是先測量n個條紋的間距再求出?x。下列實驗采用了類似方法的有___________。A．“探究求合力的方法”的實驗中合力的測量B．“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗中彈簧的形變量的測量C．“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實驗中單擺的周期的測量【答案】平行15.02693C【詳解】(1)[1]只有保證單縫和雙縫互相平行，這樣才能在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。(2)[2]游標卡尺的游標尺為50分度，精度為0.02mm，固定刻度讀數(shù)為15mm，游標尺上第1個格對齊，故讀數(shù)為0.02×1mm=0.02mm所以最終讀數(shù)為15mm+0.02mm=15.02mm[3]由于第1條亮紋，此時測量頭上游標卡尺的讀數(shù)為x1=1.16mm；第6條亮紋中心對齊，測量頭的讀數(shù)x2=15.02mm；所以x=m=2.772×10﹣3m根據(jù)λ，知λ=代入數(shù)據(jù)得λ=m≈6.93×10﹣7m=693nm(3)[4]A．“探究求合力的方法”的實驗中合力的測量采用的是等效替代法。故A不符合題意；B．“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗中彈簧的形變量的測量屬于測多次取平均值，故B不符合題意；C．“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實驗中單擺的周期的測量，屬于放大測量取平均值，故C符合題意。故選C。隨堂練習1．（東營市勝利第二中學高二期末）如圖甲所示是“用雙縫干涉測光的波長”的實驗裝置示意圖，包括白光光源、單縫、雙縫、濾光片、凸透鏡（焦距12cm）和測量頭（由目鏡、毛玻璃、分劃板和手輪構(gòu)成），其中單縫、雙縫以及測量頭可跟遮光簡組裝在一起。(1)關(guān)于器材安裝，下列說法正確的是___________。A．凸透鏡到光源的距離為6cmB．圖甲中①是凸透鏡，②是濾光片C．單縫必須跟雙縫相互平行D．單縫到雙縫的距離越大越好(2)某次實驗使用紅色濾光片，當分劃板中心刻線與第5條紅色亮紋中心對齊時，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為___________。(3)若實驗中所使用的雙縫間距為d，雙縫到毛玻璃的距離為L，某次實驗測得相鄰紅色條紋的間距為，則所測紅光的波長為___________。【答案】BC15.325mm【詳解】(1)[1]A．凸透鏡到光源的距離為6cm時，小于焦距12cm，不能得到平行光，A錯誤；B．圖甲中①是凸透鏡，②是濾光片，B正確；C．單縫跟雙縫相互平行，雙縫的亮度均勻，干涉條紋清晰，所以單縫必須跟雙縫相互平行，C正確；D．單縫到雙縫的距離不是越大越好，距離太遠雙縫的亮度降低，干涉條紋不清晰，D錯誤。故選BC。(2)[2]手輪上示數(shù)的讀數(shù)為(3)[3]根據(jù)解得。2．（浙江）如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。然后，接通電源使光源正常工作。①按實驗裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好。若他對實驗裝置作了一下改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋變疏。以下改動可實現(xiàn)這個效果的是______；A．僅將凸透鏡與濾光片的位置互換B．僅將綠色濾芯光片換成紅色的濾芯光片C．僅將單縫靠近雙縫移動少許D．僅將單縫遠離雙縫移動少許②用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖甲所示，分劃板處于B位置時游標卡尺讀數(shù)如圖乙中所給出，則分劃板在圖中B位置時游標卡尺讀數(shù)為______；③若已知分劃板處于A位置時，刻度為11.1，該單色光的波長______m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮緽15.66.0×10-7【詳解】①[1]A．僅將凸透鏡與濾光片的位置互換，只是后匯聚光對實驗沒有影響，A錯誤；B．僅將綠色濾光片換成紅色的濾光片，λ增大，l與d都不變，則Δx增大，B正確；CD．僅將單縫遠離（靠近）雙縫移動少許，λ、l與d都不變，則Δx不變，CD錯誤。故選B。②[2]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)方法有xB=15mm+6×0.01mm=15.6mm③[3]由圖甲知xAB=6x=15.6-11.1mm=4.5mm由相鄰明紋（暗紋）的間距公式有x=λ可得出λ=6.0×10-7m綜合練習一．選擇題（共3小題）1．（東城區(qū)期末）雙縫干涉實驗裝置如圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等，P點是距O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍光，討論屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是：①O點是紅光的亮條紋；②紅光的第一條亮條紋在P點的上方；③O點不是藍光的亮條紋；④藍光的第一條亮條紋在P點的上方。其中正確的是（）A．只有①④正確 B．只有②③正確 C．只有①②正確 D．只有③④正確【分析】當距離雙縫的路程差等于半波長的偶數(shù)倍時，出現(xiàn)亮條紋，路程差是半波長的奇數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋?！窘獯稹拷猓孩貽點距離雙縫的路程差為0，該點為明條紋，當用紅光或藍光照射時，產(chǎn)生紅光的亮條紋或藍光的亮條紋。故①正確，③錯誤；②根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x=Ldλ得，紅光的波長大于綠光，所以紅光的條紋間距大于綠光的條紋間距，所以紅光的第一條亮條紋在P點的上方。故④藍光的波長小于綠光的波長，則藍光的條紋間距小于綠光的條紋間距，所以藍光的第一條亮條紋在P點的下方。故④錯誤。故選：C?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道形成明暗條紋的條件。以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=Ld2．（福建模擬）在圖示的雙縫干涉實驗中，光源S到縫S1、S2距離相等，P0為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。用波長為400nm的光實驗時，光屏中央P0處呈現(xiàn)中央亮條紋（記為第0條亮條紋），P處呈現(xiàn)第3條亮條紋。當改用波長為600nm的光實驗時，P處將呈現(xiàn)（）A．第2條亮條紋 B．第3條亮條紋 C．第2條暗條紋 D．第3條暗條紋【分析】當光屏上的點到雙縫的光程差是波長的整數(shù)倍時，出現(xiàn)明條紋；當光程差是半波長的奇數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋?！窘獯稹拷猓弘p縫干涉實驗中，出現(xiàn)亮條紋的條件為x＝kld用波長為400nm的光實驗時P處呈現(xiàn)第3條亮條紋，則x=當波長為600nm的光實驗時，x=k′lP點為波長的整數(shù)倍，故為亮條紋，且為第2條亮條紋，故A正確，BCD錯誤故選：A。【點評】本題主要考查了雙縫干涉條紋間距公式的應(yīng)用，掌握暗條紋與明條紋的條件，理解干涉的原理。3．（房山區(qū)二模）在“利用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗裝置按如圖所示安裝在光具座上，單縫a保持豎直方向，并選用縫間距為d的雙縫b，并使單縫與雙縫保持平行，調(diào)節(jié)實驗裝置使光屏上出現(xiàn)清晰干涉條紋。下列說法正確的是（）A．若取下濾光片，光屏上將只見到白光，看不到干涉條紋 B．若將濾光片由綠色換成紅色，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小 C．若將雙縫間的距離d增大，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離增大 D．若測得5個亮條紋中心間的距離為a，則相鄰兩條亮條紋間距△x=【分析】白光也能發(fā)生雙縫干涉現(xiàn)象；通過雙縫干涉條紋間距公式判斷條紋間距的變化；根據(jù)相鄰兩條亮條紋間距△x=a【解答】解：A、若取下濾光片，則是兩束白光的干涉，光屏上會出現(xiàn)彩色的干涉條紋，故A錯誤；B、若將濾光片由綠色換成紅色，由于紅光的波長大，根據(jù)△x=LC、若將雙縫間的距離d增大，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小，故C錯誤；D、若測得5個亮條紋中心間的距離為a，則相鄰兩條亮條紋間距△x=a故選：D?！军c評】考查雙縫干涉現(xiàn)象，理解干涉的條件，掌握雙縫干涉的條紋間距公式的內(nèi)容，并能靈活運用，注意白光雙縫干涉是彩色條紋。二．多選題（共4小題）4．（建湖縣模擬）以下說法正確的是（）A．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉 B．雷達是利用聲波的反射來測定物體的位置 C．x射線的波長比紫外線和γ射線更短。 D．根據(jù)狹義相對論，一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比靜止時的長度小?！痉治觥繖z查平面的平整度是利用薄膜干涉。雷達利用電磁波探測目標的電子設(shè)備，發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息；電磁波譜按照波長從大到小的順序依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線?！窘獯稹拷猓篈、檢查平面的平整度的原理是經(jīng)過空氣層的前后兩面反射的光線在標準樣板的下表面疊加發(fā)生薄膜干涉形成干涉條紋，故A正確B、雷達是利用電磁波的反射來測定物體位置的，故B錯誤；C、按照波長從大到小的順序依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。故C錯誤D、根據(jù)狹義相對論，一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比靜止時的長度小。故D正確故選：AD?！军c評】本題考查的知識點較多，都是一些記憶型的，難度不大，在平時學習中注意多積累。5．（溫州期末）利如圖裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．把雙縫的間距規(guī)格從“0.2mm”換成“0.25mm”，干涉條紋間距變寬 B．將濾光片由紅色換成藍色，干涉條紋間距變寬 C．光源后的凸透鏡主要起到會聚光線的作用 D．減小光源到單縫的距離，干涉條紋間距不變【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=Ld【解答】解：A、把雙縫的間距規(guī)格從“0.2mm”換成“0.25mm”，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=LdB、將濾光片由紅色換成藍色，波長變短，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=LdC、光滑后的凸透鏡主要起到會聚光線的作用，故C正確；D、減小光源到單縫的距離，干涉條紋間距與光源到單縫的距離無關(guān)，因此條紋間距不變，故D正確；故選：CD?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道各種色光的波長大小，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=Ld6．（秦州區(qū)校級期末）利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，下面幾種說法正確的是（）A．將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄 B．將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬 C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D．換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=L【解答】解：A、將屏移近雙縫，L變小，根據(jù)△x=LB、將濾光片由藍色的換成紅色的，波長變長，根據(jù)△x=LC、將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距不變。故C錯誤。D、換一個兩縫之間距離較大的雙縫，d變大，根據(jù)△x=L故選：ABD。【點評】解決本題的關(guān)鍵知道各種色光的波長大小，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=L7．（思明區(qū)校級期中）在光的雙縫干涉實驗中，在光屏上放照相底片，并設(shè)法減弱光子流的強度，盡可能使光子一個一個地通過狹縫，在曝光時間不長和曝光時間足夠長兩種情況下，實驗結(jié)果是（）A．若曝光時間不長，則底片上出現(xiàn)一些不規(guī)則點 B．若曝光時間足夠長，則底片上出現(xiàn)干涉條紋 C．這一實驗結(jié)果表明大量光子往往顯示出波動性，個別光子往往顯示出粒子性 D．這一實驗結(jié)果表明光具有波動性，又具有粒子性【分析】光既具有粒子性，又具有波動性，少量的光子往往表現(xiàn)為粒子性，大量的光子往往表現(xiàn)為波動性?！窘獯稹拷猓篈、曝光時間不長，可知光子數(shù)不多，往往表現(xiàn)為粒子性，在底片上出現(xiàn)一些不規(guī)則的點。故A正確。B、曝光時間足夠長，可知光子數(shù)較多，往往表現(xiàn)波動性，在底片上會出現(xiàn)干涉條紋。故B正確。C、少量的光子往往表現(xiàn)為粒子性，大量的光子往往表現(xiàn)為波動性。故C正確。D、該實驗說明光既具有粒子性，又具有波動性。故D正確。故選：ABCD?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道光既具有粒子性，又具有波動性，知道什么情況下波動性明顯，什么情況下粒子性明顯。三．填空題（共4小題）8．（無錫期末）如圖甲所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.30×10﹣7m，屏上P點距雙縫s1和s2的路程差為7.95×10﹣7m．則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是暗條紋（選填“明條紋”或“暗條紋”）?，F(xiàn)改用波長為6.30×10﹣7m的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將變寬（選填“變寬”、“變窄”或“不變”?！痉治觥慨敼馄辽系狞c到雙縫的路程差是半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋；路程差是半波長的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋。根據(jù)△x=L【解答】解：屏上P點距雙縫s1和s2的路程差為7.95×10﹣7m，則n=△s根據(jù)△x=L故答案為：暗條紋，變寬?！军c評】解決本題的關(guān)鍵掌握出現(xiàn)明暗條紋的條件，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=L9．（長沙縣校級月考）某同學在《用雙縫干涉測光的波長》的實驗中，實驗裝置如圖所示。使用的雙縫的間距d為0.025cm。實驗時，首先調(diào)節(jié)光源和濾光片的中心位于遮光筒的中心軸線上，并使單縫和雙縫豎直且互相平行。當屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，通過測量頭（與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動一周，分劃板向左或向右移動0.500mm）觀察第一條亮紋的位置如圖（a）所示，讀數(shù)為1.128mm；第五條亮紋位置如圖（b）所示，讀數(shù)為5.880mm，測出雙縫與屏的距離L為50.00cm，待測光的波長λ＝5.94×10﹣7m。【分析】螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，需估讀。根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=L【解答】解：螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為5.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×38.0mm＝0.380mm，所以最終讀數(shù)為5.880mm。根據(jù)△x=Ldλ故答案為：5.880，5.94×10﹣7【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=L10．（2008秋?朝陽區(qū)期末）某同學用如圖1所示的實驗裝置做“雙縫干涉測光的波長”的實驗，相鄰兩條亮紋間的距離用帶有螺旋測微器的測量頭（如圖2所示）測出。測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)為0.070mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，如圖2所示，此時手輪上的示數(shù)為4.948mm．已知雙縫的距離為d＝0.400mm，測得雙縫到毛玻璃屏的距離為L＝0.600m，求得相鄰亮紋的間距為△x，寫出計算被測量波長的表達式λ＝λ=dL△X，并算出其波長λ＝6.5×10【分析】螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，需估讀。根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=L【解答】解：螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為4.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×44.8＝0.448mm，所以最終讀數(shù)為4.948mm。根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=Ldλ得，λ=dL故答案為：4.948，λ=dL【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=L11．（安陽二模）“用雙縫干涉測定光波波長的實驗”裝置如圖所示，光具座上從左到右依次為白光光源、濾光片、單縫、雙縫、毛玻璃屏。已知雙縫間距d為2.0×10﹣4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，相鄰兩條亮條紋（暗）條紋間距△x＝2.310×106nm，由計算公式λ＝dl△x，求得所測紅光波長為【分析】為獲取單色線光源，在光屏上產(chǎn)生干涉圖樣，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和光屏；根據(jù)△x=Ld【解答】解：根據(jù)實驗原理可知，需要將點光源變成線光源，所以需要在濾光片后面放上單縫；根據(jù)干涉條紋與波長的關(guān)系式有：△x=l代入數(shù)據(jù)解得所測紅光的波長為：λ=dl△x=故答案為：單縫；dl【點評】本題考查了雙縫干涉實驗的探究，意在考查考生的理解能力，解決本題的關(guān)鍵掌握“用雙縫干涉測光的波長”的實驗步驟和實驗原理，注意單位的換算。四．實驗題（共5小題）12．（海淀區(qū)校級期末）利用雙縫干涉測定光的波長的實驗中，雙縫間距d＝0.4mm，雙縫到光屏間的距離l＝0.5m，實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可。A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫（2）某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2所示，分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)也如圖2中所給出，則①分劃板在圖中A位置時游標卡尺的讀數(shù)為xA＝11.1mm，在B位置時游標卡尺讀數(shù)為xB＝15.6mm，相鄰兩條紋間距△x＝0.75mm；②該單色光的波長λ＝6.0×10﹣7m；（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖3所示。則在這種情況下測量干涉條紋的間距△x時，測量值大于實際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）【分析】（1）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式：△x=ld?（2）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式：△x=ld?λ分析即可求出，將數(shù)據(jù)代入公式：△x=l（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，則測得的△x偏大，然后結(jié)合公式△x=ld?【解答】解：（1）要增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，則條紋的寬度減小，根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為△x=ld?故選：B；（2）①該游標卡尺的最小分度為0.1mm，則在B位置時游標卡尺讀數(shù)為xB＝15mm+0.1mm×6＝15.6mm，由圖可知，A處為第1條暗條紋，B處為第7條暗條紋，A、B之間的距離為△s，相鄰兩條紋間距△x=△sn?1=②由：△x=ld?λ可得λ=△x?dl，將雙縫的間距為d＝0.40mm＝4.0×10﹣4m，測得屏與雙縫間的距離為l＝0.5m，以及△x＝7.5×10﹣4m代入公式可得：（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，則測得的△x偏大，由公式λ=△x?d故答案為：（1）B；（2）①15.6，0.75；②6.0×10﹣7；（3）大于【點評】本題考查了實驗裝置、條紋間距公式的應(yīng)用，知道雙縫干涉實驗的原理；要掌握干涉條紋的間距公式△x=ld?13．（昌平區(qū)二模）在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，如圖1所示。已知雙縫間的距離為d，在離雙縫L遠的屏上，用測量頭測量條紋間寬度。（1）將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖2（甲）所示；然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時如圖2（乙）所示的手輪上的示數(shù)為13.870mm，求得相鄰亮紋的間距△x為2.310mm；（2）波長的表達式λ＝d△xL（3）若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將變小（填“變大”、“不變”或“變小”）；（4）圖3為上述實驗裝置示意圖。S為單縫，S1、S2為雙縫，屏上O點處為一條亮條紋。若實驗時單縫偏離光軸，向下微微移動，則可以觀察到O點處的干涉條紋AA．向上移動B．向下移動C．間距變大D．間距變小【分析】（1）根據(jù)固定刻度與可動刻度讀數(shù)之和，讀出手輪上的示數(shù)，要估讀一位，再求相鄰亮紋的間距△x。（2）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x=Ldλ變形得到波長的表達式（3）根據(jù)波長的變化，分析干涉條紋間距的變化。（4）當路程差是光波波長的整數(shù)倍時，出現(xiàn)亮條紋，路程差是半波長的奇數(shù)倍時，出現(xiàn)暗條紋。中央O點到雙縫的路程差為零，抓住該規(guī)律判斷中央亮紋位置的移動方向。【解答】解：（1）如圖2（甲）所示的手輪上的示數(shù)為2mm+0.320mm＝2.320mm，如圖2（乙）所示的手輪上的示數(shù)為13.5mm+0.370mm＝13.870mm；相鄰亮紋的間距為△x=13.870?2.320（2）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x=Ldλ=（3）改用頻率較高的單色光照射，光的波長變短，根據(jù)△x=Ld（4）AB、實驗時單縫偏離光軸，向下微微移動，通過雙縫S1、S2的光仍是相干光，仍可產(chǎn)生干涉條紋，對于中央亮紋來說，從單縫S經(jīng)過S1、S2到中央亮紋的路程差仍等于0，則中央亮紋O的位置略向上移動，故A正確，B錯誤；CD、由于λ、d、L均不變，則雙縫干涉條紋間距△x不變，故CD錯誤。故答案為：（1）13.870，2.310；（2）d△xL（3）變?。唬?）A?！军c評】本題考查了實驗裝置、雙縫干涉條紋間距公式的應(yīng)用，要理解雙縫干涉實驗的原理；要掌握干涉條紋的間距公式：△x=Ld14．（海淀區(qū)一模）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L．接通電源使光源正常工作，發(fā)出白光。（1）組裝儀器時，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在a處和b處，則。A．可觀察到水平方向的干涉條紋B．可觀察到豎直方向的干涉條紋C．看不到干涉現(xiàn)象（2）若取下紅色濾光片，其他實驗條件不變，則在目鏡中C。A．觀察不到干涉條紋B．可觀察到明暗相間的白條紋C．可觀察到彩色條紋（3）若實驗中在像屏上得到的干涉圖樣如圖2所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖2中A、B位置時，游標尺的讀數(shù)分別為x1、x2，則入射的單色光波長的計算表達式為λ＝(x2?x【分析】（1）因為該實驗是雙縫干涉實驗，a是單縫，b是雙縫，單縫是豎直放置，則雙縫也需要豎直放置，觀察到的是豎直方向的干涉條紋；（2）若取下紅色濾光片，白光干涉條紋為彩色的；（3）根據(jù)條紋間距△x=L【解答】解：（1）因為該實驗是雙縫干涉實驗，a是單縫，b是雙縫，單縫是豎直放置，觀察到的是豎直方向的干涉條紋，故B正確，ACD錯誤。（2）若取下紅色濾光片，白光干涉條紋為彩色的，故C正確，ABD錯誤。（3）條紋間距△xx2?x此游標卡尺精度值為0.05mm，讀數(shù)等于可動刻度讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和；故有：x＝31mm+0.05mm×2＝31.10mm；故答案為：（1）B；（2）C；（3）(x【點評】題考查了雙縫干涉實驗的原理圖，影響條紋間距的因素，解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=L15．（東城區(qū)二模）同學們利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源（燈泡）正常發(fā)光，調(diào)整儀器從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，下列操作可行的是；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條亮紋中央到第n條亮紋中央間距離為x，則單色光的波長λ＝xd(n?1)l（3）若只將濾光片去掉，下列說法正確的是D；A．屏上出現(xiàn)彩色衍射條紋，中央是紫色亮紋B．屏上出現(xiàn)彩色衍射條紋，中央是白色亮紋C．屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，中央是紅色亮紋D．屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，中央是白色亮紋（4）隨著學習的不斷深入，同學們對光的本性有了更為豐富的認識?，F(xiàn)在我們知道光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性①在雙縫干涉實驗中，某個光子打在光屏上落點的準確位置不可以（選填“可以”或“不可以”）預(yù)測；②在光電效應(yīng)實驗中，用紫外線照射鋅板可以使光電子離開鋅板，如果只增加紫外線的照射強度光電子的最大初動能是否會增加。請說明你的觀點及依據(jù)?！痉治觥浚?、2）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式：△x=Ld（3）若只將濾光片去掉，則變成白光的干涉現(xiàn)象；（4）①光是概率波；②依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hγ﹣W，即可判定分析。【解答】解：（1）增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，則條紋的寬度減小，根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為：△x=LdA．將單縫向雙縫靠近，不影響干涉條紋間距，故A錯誤；B．將屏向靠近雙縫的方向移動，即減小雙縫到屏的距離，故B正確；C．將屏向遠離雙縫的方向移動，即增大雙縫到屏的距離，故C錯誤；D．使用間距更小的雙縫，即減小雙縫間距離，故D錯誤；故選：B；（2）測得第1條亮紋中央到第n條亮紋中央間距離為x，則兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離△x=則單色光的波長λ=xd根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hγ﹣W，知，光電子的最大初動能，與入射光的頻率有關(guān)，與光的強度無關(guān)；（3）若只將濾光片去掉，則將單色光的雙縫干涉變成白光的雙縫干涉現(xiàn)象，由于白光是復(fù)合光，有各種不同頻率的光，依據(jù)干涉條紋間距公式：△x=Ld故選：D。（4）①在光的雙縫干涉實驗中，某個光子打在光屏上的落點根本不能預(yù)測，但大量光子打在光屏上將形成明暗相間的干涉條紋，這說明光子落在各點的概率是不一樣的，光子落在明條紋處的概率大，落在暗條紋處的概率?。虎谠诠怆娦?yīng)實驗中，如果只增加紫外線的照射強度，依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hγ﹣W，可知，當光的頻率及金屬的逸出功不變時，只增加紫外線的照射強度，光電子的最大初動能不變。故答案為：（1）B；（2）xd(n?1)l（3）D；（4）①不可以；②不會；根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：Ekm＝hγ﹣W，光電子的最大初動能與光的頻率及金屬的逸出功有關(guān)，與光的強度無關(guān)。因此當光的頻率及金屬的逸出功不變時，只增加紫外線的照射強度，光電子的最大初動能不變。【點評】考查雙縫干涉原理，及其干涉條紋間距公式的應(yīng)用，解決該題需熟記條紋間距公式，知道公式中各物理量的所表示的意義；理解白光的雙縫干涉條紋是彩色的原因，注意光是一種概率波，最后還要掌握光電效應(yīng)方程的內(nèi)容。16．（綿陽期末）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中：（1）裝置如圖，①②③④⑤是器材編號，能夠增大光屏上相鄰亮紋之間距離的操作是。A．增大③和④之間的距離B．增大④和⑤之間的距離C．將紅色濾光片改為綠色濾光片D．增大雙縫之間的距離（2）實驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時（圖a），螺旋測微器的讀數(shù)為0.4790cm，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時（圖b），螺旋測微器的讀數(shù)如圖c所示，已知雙縫間距離為0.2mm，從雙縫到屏的距離為0.75m。則圖c中螺旋測微器的讀數(shù)為13.870mm，所測光波的波長為605nm。【分析】（1）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=L（2）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀。先求出相鄰條紋間的間距，再根據(jù)公式△x=L【解答】解：（1）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=L（2）螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為13.5mm，可動刻度讀數(shù)為37.0×0.01＝0.370mm，兩個讀數(shù)相加為13.870mm。根據(jù)公式△x=Ldλ，其中d＝0.2mm，L＝0.75m，△x=故答案為：（1）B，（2）13.870，605?！军c評】解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=L五．解答題（共3小題）17．（濱江區(qū)校級二模）Ⅰ．如圖所示，某同學在做“用雙縫干涉測光的波長”實驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時（圖1），游標卡尺的示數(shù)如圖（3）所示，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時（圖2），游標卡尺的示數(shù)如圖（4）所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖（3）中游標卡尺的示數(shù)為11.4mm．圖（4）游標卡尺的示數(shù)16.8mm．實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小測量誤差，所測光波的波長為675nm。Ⅱ．某班舉行了一次物理實驗操作技能比賽，其中一項比賽為用規(guī)定的電學元件設(shè)計合理的電路圖，并能較準確的測量若干個由幾節(jié)電池組成的電池組（均密封，只引出正負電極）的電動勢及其內(nèi)阻。給定的器材如下：A．電流表G（滿偏電流10mA，內(nèi)阻10Ω）B．電流表A（0～0.6A～3A，內(nèi)阻未知）C．滑動變阻器R0（0～100Ω，1A）D．定值電阻R（阻值990Ω）E．開關(guān)與導(dǎo)線若干（1）小劉同學用提供的實驗器材，設(shè)計了如圖甲所示的電路，請你按照電路圖在乙圖上完成實物連線。（2）丙圖為該同學根據(jù)上述設(shè)計的實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1﹣I2圖線（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），則由圖線可以得到被測電池的電動勢E＝7.5V，內(nèi)阻r＝5.0Ω。（3）另一位小張同學對另一電池組也用上面的實驗連接進行測量，初始時滑片P在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表A才有讀數(shù)，于是該同學根據(jù)測出的數(shù)據(jù)作出了兩個電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖，如圖丁所示，則根據(jù)圖象可知，此電池組的電動勢為9.0V，內(nèi)阻為11.1Ω。【分析】Ⅰ、游標卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀。求出n個條紋間距的距離，從而得出相鄰兩個條紋的間距，根據(jù)△x=LⅡ、（1）根據(jù)電路圖，連接實物圖。（2）電流表G的讀數(shù)乘以R和G的內(nèi)阻之和表示外電壓。所以縱軸數(shù)據(jù)乘以總電阻表示外電壓，則圖線的縱軸截距乘以總電阻表示電動勢，圖線的斜率表示內(nèi)阻。（3）開始移動滑動變阻器，電流表A無電流，知該支路斷路，則電流表G的支路電壓近似等于電源的電動勢。當電流表G的電流為3.0mA時，電流表A的電流為0.54A，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電源的內(nèi)阻?！窘獯稹拷猓孩瘛⒌谝粋€游標卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標讀數(shù)為0.1×4mm＝0.4mm，所以最終讀數(shù)為11.4mm。第二個游標卡尺的主尺讀數(shù)為16mm，游標讀數(shù)為0.1×8mm＝0.8mm，所以最終讀數(shù)為16.8mm。實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小測量誤差。相鄰兩個條紋的間距△x=16.8?11.44mm=