實(shí)驗(yàn)04用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

4e實(shí)驗(yàn)梳理

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

1.理解雙縫干涉的原理，能安裝和調(diào)試儀器。

2.掌握相鄰亮條紋(或暗條紋)間距的計(jì)算公式Ax=4及推導(dǎo)過程。

a

3.觀察雙縫干涉圖樣，掌握實(shí)驗(yàn)方法。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

1.實(shí)驗(yàn)原理

(1)干涉圖樣的獲得：光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，單色光通過單縫后相當(dāng)于線光源,

經(jīng)雙縫后產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，通過屏可以觀察到明暗相間的干涉條紋，如果用白光通過雙

縫可以觀察到彩色條紋。

(2)光的波長(zhǎng)的測(cè)定：若雙縫到屏的距離用/表示，雙縫間的距離用d表示，相鄰兩條亮紋間

的距離用Ax表示，則入射光的波長(zhǎng)為2=個(gè)。實(shí)驗(yàn)中，是已知的，測(cè)出/、Ax即可計(jì)算出

光的波長(zhǎng)九

(3)測(cè)量Ax的方法：測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，如圖甲所示，測(cè)量時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量

頭，讓分劃板中心刻線與干涉條紋平行，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向左(或向右)移動(dòng)至分劃

板的中心刻線與條紋的中心對(duì)齊，記下此時(shí)讀數(shù)，再同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，測(cè)出〃個(gè)亮紋間的距

離a,則可求出相鄰兩亮紋間的距離

n~\

分劃板中心刻線應(yīng)與

奈紋的中心對(duì)齊

乙

2.實(shí)驗(yàn)器材

雙縫干涉儀，即光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭，另外還

有學(xué)生電源，導(dǎo)線、刻度尺。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1.將光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖所示。

光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏

2.接好光源，閉合開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。

3.調(diào)節(jié)各元件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)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(shí)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。

五、誤差分析

1.測(cè)雙縫到屏的距離/帶來的誤差，可通過選用毫米刻度尺，進(jìn)行多次測(cè)量求平均值的辦法

減小誤差。

2.測(cè)條紋間距Ax帶來的誤差。

(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度。

(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。

(3)測(cè)量多條亮條紋間距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確。

【注意事項(xiàng)】

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(cè)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(shí)，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5?10cm。

4.調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在像屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測(cè)量頭與遮光筒

不共軸線所致。干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行。

5.測(cè)量頭在使用時(shí)應(yīng)使中心刻度線對(duì)應(yīng)著亮（暗）條紋的中心。

6.光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近。

要點(diǎn)點(diǎn)撥

要點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理與操作

[例1]（2022?杭州高二期末）在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中。

⑴在觀察紅光的干涉圖樣時(shí)，現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、濾光片D、單縫E

等光學(xué)元件，將白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光學(xué)元件，由右至左，表示

各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為：（選填“①”或"②”）。

①C、D、E、B、A②C、D、B、E、A

（2）一同學(xué)通過測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未

對(duì)齊，如圖所示。若要使兩者對(duì)齊，該同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)o

A.僅左右轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡B.僅旋轉(zhuǎn)單縫

C.僅旋轉(zhuǎn)雙縫D.僅旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭

（3）為了使測(cè)得單色光的條紋間距增大，在其他條件不變情況下，以下做法合適的是

A.增大單縫與雙縫間距B.增大雙縫與毛玻璃屏間距

C.更換雙縫間距更小的雙縫片D,增強(qiáng)光源亮度

【答案】⑴①(2)D(3)BC

【解析】(1)為了獲取單色的線光源，光源后面應(yīng)放置濾光片、單縫，單縫形成的線光源

經(jīng)過雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在光屏上可以觀察到干涉條紋，因此，由右至左，各光學(xué)元件排列

順序應(yīng)為白光光源C、濾光片D、單縫E、雙縫B、毛玻璃屏A,故為CDEBA,故選①。

(2)發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，若要使兩者對(duì)齊，該同學(xué)應(yīng)調(diào)節(jié)測(cè)量頭，故A、

B、C錯(cuò)誤，D正確。

(3)依據(jù)雙縫干涉條紋間距AX=4,要使Ax增大，可以增大/,或減小d,還可以增大人與

d

單縫與雙縫間距及光的強(qiáng)度無關(guān)，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。

[例2](2023?河北高二期末)如圖甲所示為“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源(白熾燈)、②、③、④雙縫、⑤

遮光筒、⑥光屏。對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮條紋(暗條紋)間的距離，可采取

或的方法。

①②

④⑤⑥

甲I

.v-一一

n—

A

UAX

甲

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋的中央，手輪的讀數(shù)如圖乙所

示。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮條紋的中央，手輪的讀數(shù)如圖丙所示。

則相鄰兩亮條紋的間距為mm(計(jì)算結(jié)果保留3位小數(shù))。

乙丙

⑶如果雙縫的間距為0.30mm、雙縫和光屏之間的距離為900mm,則待測(cè)光的波長(zhǎng)為

m(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(4)如果將圖甲中①光源(白熾燈)換成激光光源，該實(shí)驗(yàn)照樣可以完成，這時(shí)可以去掉的部件

是（選填數(shù)字代號(hào)）。

【答案】（1）濾光片單縫增大雙縫到光屏間的距離（或選用較長(zhǎng)的遮光筒）減小雙縫之

間的距離（2）1.610⑶5.37X10F（4）②③

要點(diǎn)2科學(xué)探究之?dāng)?shù)據(jù)處理

1.安裝測(cè)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(duì)齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)將該條紋記

為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此

時(shí)手輪上的讀數(shù)公，將該條紋記為第〃條亮紋，則相鄰兩亮條紋間距Ax=

42一（21I

|n—1I0

3.用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏間的距離/（d是已知的）。

4.重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長(zhǎng)的平均值。

【例3】（2023?北京昌平區(qū)臨川育人學(xué)校高二期末）利用雙縫干涉測(cè)定單色光波長(zhǎng)時(shí)，第一

次分劃板中心刻線對(duì)齊/條紋中心（圖甲），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心

刻線對(duì)齊3條紋中心（圖乙），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示。已知雙縫間距為0.5mm,從雙

縫到屏的距離為1m,則圖丙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm,可得相鄰兩亮條紋的間距

Ax=mm,所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為mo

Icm

A1()

【答案】11.41,356.75x10-7

【解析】游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù)，10分度精確度為

0.1mm,圖丙中讀數(shù)為llmm+0.1mx4=11.4mm,圖丁中讀數(shù)為16mm+

0.1mx8=16.8mm,可得相鄰兩條亮條紋的間距Ax=—:..........-mm

4

1.35mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋的目的是減小測(cè)量的誤差，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式

AX=4,可得單色光的波長(zhǎng)/1='?="三此一><1.35*10-3m=6.75xl0-7m?

dI1

【例4】(2023?浙江高二期末)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。已知單縫與雙

縫間的距離/i=100mm,雙縫與屏的距離/2=700mm,雙縫間距d=0.25mm。用測(cè)量頭來

測(cè)量亮條紋中心間的距離，測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板左右

移動(dòng)，讓分劃板的中心刻度線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋的中心，如圖乙所示，記下此時(shí)手輪上的讀

數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻度線對(duì)準(zhǔn)第4條亮條紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)。

①②③遮光筒

L2

丙

(1)圖(甲)中的裝置①、②、③按順序分別為(從單縫、雙縫、

濾光片中選擇)；

(2)分劃板的中心刻度線分別對(duì)準(zhǔn)第1條和第4條亮條紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如圖丙所

示，則對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)xi=mm＞對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)洶=mm；

(3)通過計(jì)算，此單色光的波長(zhǎng)力=nm(lnm=l(F9m)(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

【答案】(1)濾光片、單縫、雙縫(2)2.6907.870(3)617

創(chuàng)新突破

【例】（2023?全國(guó)?高三專題練習(xí)）小沈同學(xué)進(jìn)行“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn),

（1）其中部分器材如下：

A.白熾燈B.凸透鏡

C.單縫片D.濾光片

E.測(cè)量頭F.雙縫片

將以上器材安裝在光具座遮光筒上時(shí)，自光源起合理的順序是（填字母）：

A、B、、、F、Eo

（2）某次觀察時(shí)，透過測(cè)量頭觀察到了綠光的干涉條紋，但條紋的亮度很低，為了便于測(cè)

量，下列方法能夠使條紋亮度增加的是=

A.增加光源的功率

B.將毛玻璃換成透明玻璃

C.調(diào)節(jié)測(cè)量頭的位置

（3）下列圖示中條紋間距表示正確的是

ZXXAx

ABCD

（4）如圖所示是小沈同學(xué)改為參考課本上“用光傳感器做雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖甲、

乙分別對(duì)應(yīng)的是第一、二次實(shí)驗(yàn)得到的干涉圖線。比較甲、乙兩圖線可判斷，第一次實(shí)驗(yàn)

中O

A.單縫與雙縫的間距一定較大

B.光強(qiáng)度較小

C.光源到雙縫的距離較大

D.雙縫到光傳感器的距離可能較小

【答案】DCACD

【詳解】（1）[1]⑵根據(jù)“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中儀器的位置可知，從左向右依

次為：白色光源、凸透鏡、濾光片、單縫、雙縫、測(cè)量頭。將以上器材安裝在光具座遮光筒

上時(shí)，自光源起合理的順序是：A、B、D、C、F、E；

（2）[3]為了便于測(cè)量，要使條紋亮度增加，即使得單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)目增多。

A.當(dāng)增加光源的功率，導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)目增多，故A正確；

B.將毛玻璃換成透明玻璃，不會(huì)看到亮條紋，故B錯(cuò)誤；

C.調(diào)節(jié)測(cè)量頭的位置，亮度不變，故C錯(cuò)誤。

故選Ao

（3）[4]干涉條紋的寬度是指一個(gè)明條紋與一個(gè)暗條紋的寬度的和，為兩個(gè)相鄰的明條紋（或

暗條紋）的中心之間的距離，故C正確。

（4）[5]A.由題圖可知，第一次得到的條紋間距較小，根據(jù)Ar可知：?jiǎn)慰p與雙縫的

間距對(duì)條紋間距無影響，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.光強(qiáng)度對(duì)條紋間距無影響，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.光源到雙縫的距離對(duì)條紋間距無影響，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.雙縫到光傳感器的距離/較小，則條紋間距較小，選項(xiàng)D正確。

故選D。

上典例分析

【典例1】（2023春?海南偏州?高二海南省洋浦中學(xué)校考期中）（1）某同學(xué)對(duì)“測(cè)量長(zhǎng)度的工

具”進(jìn)行讀數(shù)練習(xí)，貝毫米刻度尺的讀數(shù)為cm；螺旋測(cè)微器在的讀數(shù)為mmo

O

L

（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，若雙縫的間距為力屏與雙縫間的距

離為/,測(cè)得第1條暗條紋中心到第〃條暗條紋中心之間的距離為Ax,則單色光的波長(zhǎng)

4=;中央亮紋的寬度（填“大于”“小于”或“等于”）其他亮紋的寬度；若僅將

屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)，可以（填“增加”或“減少”）從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)。

【詳解】⑴[1]毫米刻度尺的讀數(shù)為25.82cm；

⑵螺旋測(cè)微器在的讀數(shù)為

6mm+12.5x0.01mm=6.125mm

（2）[3]由雙縫干涉條紋間距公式

AxL.

--=—Z

n-\d

可得

,Zd=\-x---

5—1）/

[4]由雙縫干涉特點(diǎn)可知，中央亮紋的寬度與其他亮紋的寬度相等；

[5]若僅將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)條紋間距增大，則從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)將減少。

【典例2】（2023春?福建漳州?高二?？计谥校┠惩瑢W(xué)利用圖示裝置測(cè)量某綠色光的波長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，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?；卮鹣?/p>

列問題：

A.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)B.使用間距更小的雙縫

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更大的雙縫

（2）若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為Z,測(cè)得第1條明條紋到第〃條明條紋之間

的距離為Ax,則單色光的波長(zhǎng)4=

（3）如果測(cè)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，在這種情況

下測(cè)出干涉條紋的間距Ax,則波長(zhǎng)的測(cè)量值___________其實(shí)際值（填“大于”、“小于”或“等

于“）

【答案】BC/CB大于

（；7-l）Z

【詳解】（I）[1]根據(jù)題意，由公式=可知，要若想增大條紋間距，可以換波長(zhǎng)更長(zhǎng)

a

的光，將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)（減小屏到雙縫的距離），換間距更小的雙縫。

故選BCo

⑵⑵由

AxZZ

n-\d

（3）條紋與分劃板中心刻線不平行時(shí)，實(shí)際值

Ax實(shí)=Ax測(cè)cos6

8為條紋與分劃板中心豎直刻線間的夾角，故

Ax實(shí)＜Ax測(cè)

由Ax=々2可知測(cè)量值大于實(shí)際值。

【典例3】（2023秋?湖南衡陽(yáng)?高二統(tǒng)考期末）利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，雙縫

到光屏間的距離/=0.6m,雙縫間距d=0.4mm,實(shí)驗(yàn)時(shí)，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。

光源濾光片單縫雙縫遮光筒s簪

?~,II_______________________

用目鏡

測(cè)量頭

（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可o

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)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所示，分劃板在圖中/位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)

為乙=102mm,在2位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖所示，則其讀數(shù)為XB=mm,相鄰兩

條紋間距Ax=_________mm,該單色光的波長(zhǎng)丸=mo

12

IIIII.山J」」「L,比I1,1cm

[min010

ABB位置讀數(shù)

（3）該同學(xué)通過測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面的條紋與分劃板豎線不

平行（如上圖所示），則波長(zhǎng)的測(cè)量結(jié)果o

A.偏大B.偏小C.無影響

【答案】B15.6mm0.9mm6,0xl0-7mA

【詳解】（1）[1]增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，則條紋的寬度減小，根據(jù)相鄰亮條紋間

的距離為

L,

AAx——A

d

為減小相鄰亮條紋（暗條紋）間的寬度，則可以減小雙縫到屏的距離，增大雙縫間的距離,

或換用波長(zhǎng)短的光，故選B；

（2）[2]游標(biāo)卡尺的精度為0.1mm,在2位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)

15mm+6x0.1mm=15.6mm

[3]相鄰兩條紋間距

Ax==0.9mm=0.9xl0~3m

6

[4]根據(jù)Ax=自彳，將〃=0,4mm=0.4xl（p3m代入解得4=6.0xl0-7m;

d

（3）[5]如果測(cè)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(cè)得的Ax偏大，

由公式2=一可知波長(zhǎng)的測(cè)量值將偏大。

【典例4].（2023春?高二課時(shí)練習(xí)）（1）如圖所示，在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，光

具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、②透鏡、③、④、

⑤、⑥遮光筒、⑦光屏。

②④⑤⑥⑦

X1

（2）已知雙縫到光屏之間的距離/=500mm,雙縫之間的距離1=0.50mm,單縫到雙縫之間

的距離s=100mm,某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí)，調(diào)整手輪，在測(cè)量頭目鏡中先看到分劃板中

心刻線對(duì)準(zhǔn)/條亮紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)3條亮紋的中心，

前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖所示。則入射光的波長(zhǎng)右mo（結(jié)果保留兩位有效

數(shù)字）

2

0510

4位置讀數(shù)

2

IIIIIIlliIIIIIIII

IIII|II11

0510

8位置讀數(shù)

（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測(cè)量，可以采用的改進(jìn)辦法有

A.改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光（如紅光）作為入射光

B.增大雙縫間距

C.增大雙縫到單縫的距離

D.增大雙縫到屏的距離

【答案】濾光片單縫雙縫6.6x10-7mAD

【詳解】（1）口][2][3]由題圖可知，③是濾光片，④是單縫，⑤是雙縫。

(2)[4]由1=4九可得

a

,4d或/—M)5X10-4X(15.7X10-3-11.1X10-3)“_

4=Ax?一=J^———=----------------------------------------6610INm7

I717x0.5

(3)[5]由可知，要使Ax增大，可改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光作為入射光、增大雙縫到屏

a

的距離，故AD。

【典例4].(2023春?四川綿陽(yáng)?高二綿陽(yáng)南山中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校?？计谀?利用雙縫干涉測(cè)定光

的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d=0.4mm,雙縫到光屏間的距離￡=0.5m,實(shí)驗(yàn)時(shí)，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，利用公式&進(jìn)行分

a

析：

1?

AB

1212

III川'hlllllllllll'llllll'l"l'cm

010010

/位置讀數(shù)8位置讀數(shù)

(1)若想通過減小相鄰兩條亮條紋的間距Ax來增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)

可o

A.增大光的強(qiáng)度

B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)

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所示，分劃板在圖中/、8位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀

數(shù)也如圖中所給出，貝I：

①分劃板在圖中/位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為貓=1L1mm,在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為/=

②將數(shù)據(jù)代入公式算得該單色光的波長(zhǎng)幾=nm

【答案】B15.6mm600

【詳解】(1)口]根據(jù)題意，由公式=可知，要減小相鄰兩條亮條紋的間距Ax,可以

換波長(zhǎng)更短的光，將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)(減小屏到雙縫的距離)，換間距更大的雙縫,

與光照強(qiáng)度無關(guān)。

故選Bo

（2）①[2]根據(jù)題意，由圖可知，在5位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

xB=15mm+6x0.1mm=15.6mm

②⑶根據(jù)題意，由圖可知，條紋間距為

又有

Ax=-2

d

聯(lián)立解得

代入數(shù)據(jù)解得

2=600nm

【典例5].（2023?廣東梅州?統(tǒng)考二模）如圖甲所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，

將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距1=0.20mm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￡=700mm。然后，接通電源使光源正常工作。

光源凸透鏡濾光片冷縫:縫遮光筒掌

,11,1JIA.

甲

（1）已知測(cè)量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺游標(biāo)尺為20分度，某同學(xué)調(diào)整手輪后，從

測(cè)量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對(duì)齊，如圖乙所示，此時(shí)測(cè)量頭

上主尺和副尺的示數(shù)如圖丙所示，此示數(shù)為mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板

中心刻度線與某條紋B中心對(duì)齊，測(cè)得A、B條紋間的距離x=8.40mm。則經(jīng)濾光片射向

雙縫的色光的波長(zhǎng)2=（用題目中所給字母寫出表達(dá)式），利用上述測(cè)量結(jié)果，

經(jīng)計(jì)算可得波長(zhǎng)2=m（保留兩位有效數(shù)字）。

012

〃。...t丙""""""-

?乙

（2）另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)裝置

進(jìn)行了調(diào)整后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加，則該調(diào)整可能是一

A.僅增加光源與濾光片間的距離

B.僅增加單縫與雙縫間的距離

C.僅將單縫與雙縫的位置互換

D.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片

【答案】0.35箸dx4.8xl0-7D

【詳解】（1）[1]圖丙中游標(biāo)卡尺的最小分度值為0.05mm,主尺示數(shù)為0,游標(biāo)尺的第7刻

度線與主尺刻度線對(duì)齊，則示數(shù)為

0+7x0.05mm=0.35mm

[2][3]A>B條紋間的距離為5倍相鄰亮（暗）條紋間的距離，故

Ax=—

5

根據(jù)相鄰亮（暗）條紋間的間距公式有

AI。

Ax——A

d

解得

Z=d-x

5L

代入數(shù)據(jù)可得

2=4.8xl0-7m

（2）[4]該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)節(jié)后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加,

可知相鄰條紋間的寬度減小，由公式—=二彳可知，該調(diào)節(jié)可能是更換波長(zhǎng)更短的光做實(shí)驗(yàn),

即將紅色濾光片換成綠色濾光片，其他調(diào)節(jié)都達(dá)不到該實(shí)驗(yàn)效果。

故選D。

卜對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

1.(2023?江蘇江寧高二期末)在用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中

(1)若測(cè)量紅色光的波長(zhǎng)，應(yīng)選用色濾光片，實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)知道雙縫之間的距離為力

也測(cè)出了相鄰亮(暗)條紋間距—，還需要測(cè)量的物理量是

O

⑵已知雙縫到光屏之間的距離/=500mm,雙縫之間的距離d=0.50mm,單縫到雙縫之間

的距離s=100mm,某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，在測(cè)量頭目鏡中先看到分劃板中

心刻線對(duì)準(zhǔn)/亮條紋的中心，螺旋測(cè)微器讀數(shù)是4.077mm,然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃

板中心刻線對(duì)準(zhǔn)3亮條紋的中心，如圖所示，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是mm,則入射光

的波長(zhǎng)彳=m0

(3)若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測(cè)量，可以采用的改善方法有o

A.改用波長(zhǎng)較短的光作為入射光

B.增大雙縫到屏的距離

C.增大雙縫到單縫的距離

D.增大雙縫間距

【答案】(1)紅雙縫到屏的距離/(2)5.663(5.662?5.664)5.29xl0-7(5.28xl0-7~

5.30x10-7)(3)B

2.(2023?四川江油中學(xué)高二月考)如圖所示，在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光具座上

放置的光學(xué)元件依次為：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。

(1)②、③、④三個(gè)光學(xué)元件依次為O

A.濾光片、單縫、雙縫B.單縫、濾光片、雙縫

C.單縫、雙縫、濾光片D.濾光片、雙縫、單縫

(2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅色濾光片換為綠色濾光片，則相鄰亮紋(暗紋)間的距離o

A.變大B.變小

C.不變D.可能變大可能變小

(3)若測(cè)得雙縫與屏的距離為/=LOOm,雙縫間距為(Z=1.5mm,第1條亮紋與第3條亮紋

中心間的距離Ax=0.640mm,則對(duì)應(yīng)光波的波長(zhǎng)力為nm?

【答案】(1)A(2)B(3)480

3.(2023?山東濟(jì)寧一中高二期中)現(xiàn)有毛玻璃屏N、雙縫3、白光光源C、單縫。和透紅光的

濾光片￡等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，用以

測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。

(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右表示各光學(xué)元件的

字母的排列順序應(yīng)為C、、、、A；

(2)將激光束照在雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖選項(xiàng)中的.

…||))1(<|.....I-

ABCD

⑶保持雙縫到光屏的距離不變，換用間隙更小的雙縫，在光屏上觀察到的條紋間距將

；保持雙縫間隙不變，減小雙縫到光屏的距離，在光屏上觀察到的條紋間距將

(均選填“變寬”“變窄”或“不變”)；

(4)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對(duì)齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此

時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中

心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)mm,求得相鄰亮條紋的間距Ax為

________mm；

⑸已知雙縫間距d為2.0xl()-4m,測(cè)得雙縫到屏的距離/為0.700m,由計(jì)算式九=,

求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為mm。

【答案】(1)￡DB(2)A(3)變寬變窄

(4)13.8702.310(5)—6.6xl04

4.(2023秋?湖南岳陽(yáng)?高二統(tǒng)考期末)如圖1,在進(jìn)行“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，

將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按照要求安裝在光具座上。然后接通電源使光源正常發(fā)光，在目鏡中可

以觀察到清晰的干涉條紋。

圖1

(1)該小組同學(xué)在目鏡中觀察到的干涉圖樣為(填“A”或"B”)。

IIIIIIIIIIIIII

AB

(2)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量雙縫間距如圖2所示，雙縫間距mm。

主尺

?游標(biāo)尺

(3)圖3為實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋，用測(cè)量頭測(cè)出了第1條和第6條亮紋中心間的距離為Ax,

已知雙縫到光屏的距離為/,則所測(cè)單色光波長(zhǎng)的計(jì)算式為2=(用題中所給的字母

表示)。

帕山1

圖3

【答案】A2.05等

【詳解】（1）[1]]AB.干涉條紋是明暗相間的等間距條紋，故A正確，B錯(cuò)誤。

故選Ao

（2）⑵游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

2mm+lx0.05mm=2.05mm

Av

（3）[3]相鄰兩亮條紋間距為彳，由干涉條紋與波長(zhǎng)間的關(guān)系可知

生，;I

5d

解得

,<7Ax

Z二---------

51

5.（2023春?天津和平?高二天津一中校考期末）在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將

雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上（如圖甲），并選用縫間距為4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以接通電源使光源正常工作，發(fā)出白光。

光源凸透鏡濾光片ab遮光筒毛玻璃屏目鏡

~/\/\~

IIII

圖甲

（1）組裝儀器時(shí)，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在。處和6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(shí)驗(yàn)條件不變，則在目鏡中

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(shí)驗(yàn)中在屏上得到的干涉圖樣如圖乙所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖乙中/、B

位置時(shí)，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分別為XI、X2（己知X1VX2）,則入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為

%=o分劃板刻線在某條明條紋位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖丙所示，則其讀數(shù)為—

345cm

」,

IpI口II|Ipii

01020

圖丙

（4）光屏上出現(xiàn)的明暗相間條紋如圖丁所示，光屏上尸、Pl、P2處是亮條紋，Qi、Q2處是

暗條紋，尸到Si、S2的距離相等。某同學(xué)突發(fā)奇想，如果在遮光筒內(nèi)裝滿水，其他條件不變,

則光屏上__________o

圖丁

A.P處可能出現(xiàn)暗條紋

B.不再出現(xiàn)明暗相間的條紋

C.明暗相間的條紋間距變窄

D.原B處的第一級(jí)亮條紋向尸點(diǎn)靠近

【答案】BC31.20/31.25/31.30CD/DC

6L

【詳解】(I)口］組裝儀器時(shí)，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在。處和6處，則可

觀察到豎直方向的干涉條紋，故選B；

(2)［2］若取下紅色濾光片，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，則各種顏色的單色光將發(fā)生干涉，則在目

鏡中可觀察到彩色條紋，故選C。

(3)［3］條紋間距為

x

Ax=2

6

根據(jù)

Ax=-/i

d

可得入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為

―_6L~

［4］游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

3.1cm+0.05mm><4=31.20mm

(4)［5］如果在遮光筒內(nèi)裝滿水，其他條件不變，則光在遮光筒內(nèi)的波長(zhǎng)變小，但是尸點(diǎn)到

雙縫的距離之差仍為零，則尸點(diǎn)仍是亮條紋，在屏上仍會(huì)出現(xiàn)明暗相間的條紋，根據(jù)

Ax=-A

d

波長(zhǎng)變小，則條紋間距變小；原P處的第一級(jí)亮條紋向P點(diǎn)靠近，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，CD正確。

故選CD。

6.(2023春?北京通州?高二統(tǒng)考期末)如圖1所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將

實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距4=0.20mm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￡=700mm。然后，接通電源使光源正常工作。

(1)“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，光具座上a、b、c處放置的光學(xué)元

件依次為（選填選項(xiàng)前字母）。

A.濾光片雙縫單縫B.濾光片單縫雙縫

C.單縫濾光片雙縫D.雙縫濾光片單縫

（2）已知測(cè)量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標(biāo)尺）上有20分度。某同學(xué)調(diào)整手輪

后，從測(cè)量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對(duì)齊，如圖2所示，此時(shí)

測(cè)量頭上主尺和副尺的示數(shù)情況如圖3所示，此示數(shù)為mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，

使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對(duì)齊，測(cè)得A到B條紋間的距離為8.40mm。利用上

述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長(zhǎng)彳=_________m（保留2位有效數(shù)

字）。

（3）另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)裝置

作了一下改動(dòng)后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加。以下改動(dòng)可能實(shí)

現(xiàn)這個(gè)效果的是（選填選項(xiàng)前字母）。

A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間B.僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動(dòng)少許

C.僅將單縫與雙縫的位置互換D.僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片

【答案】B0.254.8x10-7D

【詳解】（1）[1]因?yàn)殡p縫干涉實(shí)驗(yàn)是讓單色光通過雙縫在光屏上形成干涉圖案，所以先讓

光源通過濾光片形成單色光，再經(jīng)過單縫形成相干光，后通過雙縫形成干涉條紋，所以光具

座上°、6、c處放置的光學(xué)元件依次為濾光片、單縫、雙縫。

故選Bo

（2）[2]圖3游標(biāo)卡尺示數(shù)為

x=0+5x0.05mm=0.25mm

[3]A到B條紋間的距離為8.40mm,由圖2可知A到B條紋間的距離為5個(gè)條紋寬度，則

Ax=——mm=1.68mm

5

根據(jù)

Ax=-A

d

解得

（3）[4]對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置改動(dòng)后，再像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加，可知

條紋的寬度減小，由公式

Ax——4

d

A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間，X、L、d都不改變，則Ax不變，故A錯(cuò)誤；

B.僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動(dòng)少許，4、L、d都不改變，則Ax不變，故B錯(cuò)誤；

C.僅將單縫與雙縫的位置互換，則入射光通過單縫后就會(huì)投到像屏上，所以像屏上得到的

是單縫衍射圖像，不是雙縫干涉圖像，故c錯(cuò)誤；

D.僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片，2減小，L、d都不改變，則Ax減小，故D正確。

故選D。

真題感悟

1（2022?海南?高考真題）在用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，貝U：

①0、6分別是（）

A.單縫和雙縫B.雙縫和單縫C.單縫和單縫D.雙縫和雙縫

②如果雙縫間距是心雙縫到毛玻璃的距離是L第一條亮紋到第六條亮紋間距是x,則光

的波長(zhǎng)是o（用x、d、上表示）

遮光筒

光源

目鏡

ab

毛玻璃

【答案】A箸

【詳解】①[1]由雙縫干涉原理可知，先用濾光片得到單色光，然用單縫得到細(xì)長(zhǎng)的光源,

最后用雙縫得到兩束相干光，故6分別單縫和雙縫。

故選Ao

②⑵第一條亮紋到第六條亮紋間距是x,則相鄰亮條紋間距為

,x

Ax=—

5

TQ

根據(jù)Ax=?可得光的波長(zhǎng)是

a

Axd_dx

L~5L

2.（2021?浙江?高考真題）圖示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中：

①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是o（單選）

A.旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭