福州市 高中物理-实验：用双缝干涉测量光的波长测试题

福州市高中物理-实验：用双缝干涉测量光的波长测试题
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．某同学设计一个测定激光波长的实验，装置如甲图所示. 激光器发出的直径很小的红色激光进入一个一端装有双孔、另一端装有感光片的遮光筒，感光片上出现一排等距的亮点. ①这个现象说明激光具有____性.（选填“波动”或“粒子”）.
②通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长.设双孔间距离为a =0.22mm ，双孔到感光片的距离为L =1.0000m ，用带10分度游标的卡尺测量感光片上的点的距离时，第1个光点到第4个光点的距离如乙图所示，相邻光点间的距离是_____mm.该激光的波长λ=___m.（保留2位有效数字）
4．如图(甲)是用“双缝干涉测量光的波长”实验设备实物图．
(1)已知单缝与双缝间的距离1200L mm =,双缝与屏的距离2800L mm =,双缝间距0.25d mm =．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第1条亮纹的中心(如图(乙)所示),记下此时手轮上的读数______mm ,转动测量头,使分划板中心刻线对准第4条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数，如图(丙)所示．则该光被的波长为_____m ． (保留两位有效数字)
(2)若在调节过程中观察到如右图(丁)所示的千涉条纹,则出现这种现象的原因是______
A ．单缝与双缝不平行
B．单缝与双缝的距离太近
C．设备安装时,没有调节光源的高度,使光线把整个光屏都照亮
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。

（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
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
（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）。

6．(1)如图1所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、________（填写相应的器材）、双缝、遮光筒、光屏。

某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是_________。

A ．换用紫色的滤光片
B ．换用红色的滤光片
C ．使光源离双缝距离近一些
D ．使光屏离双缝距离远一些
(2)选用缝间距为d 的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离为L 。

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1次映入眼帘的干涉条纹如图2（a ）所示，图2（a ）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2（b ）中游标尺上的读数1 1.16mm x =；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3（a ）所示，此时图3（b ）中游标尺上的读数2x =______________； ②观察图2、图3，21x x -为__________个暗条纹的宽度。

③在已知条纹间距为x ∆，双缝间距d ，像屏与双缝屏间的距离为L 的情况下，这种色光的波长λ=_____________（用所给字母表示）。

7．某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时（如图甲中的A ），游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时（如图丙中的B ），游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d=0.5mm ，双缝到屏的距离l=1m ，则：图乙中游标卡尺的示数为__mm ．图丁中游标卡尺的示数为__mm ，所测光波的波长为__m （保留两位有效数字）．
8．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．二者相互平行放置
D．二者相互垂直放置
（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．条纹为横条纹
B．条纹为竖条纹
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）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B 位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。

（4）图为上述实验装置示意图。

S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。

若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹________。

A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．BD 11.4 6.0×10-7
【解析】
【详解】
（1）[1]A．若在光屏上得到的图样如（a）图所示为干涉条纹，则光源和光屏间放置的是双缝挡板，不是单缝，A错误；
B．若光源
解析：BD 11.4 6.0×10-7
【解析】
【详解】
（1）[1]A．若在光屏上得到的图样如（a）图所示为干涉条纹，则光源和光屏间放置的是双缝挡板，不是单缝，A错误；
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，依据干涉条纹间距公式
L x
d λ
∆=
可知，波长变短，图样的条纹宽度会变窄，B正确；
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，红光偏折最小，则红光最有可能照射到光屏上，C错误；
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，紫光偏折最大，则紫光最有可能照射不到光屏上，D正确。

故选BD 。

（2）[2][3]由图丙所示可知，游标卡尺示数为：
11mm+4×0.1mm=11.4mm
条纹间距为：
()3118.611.4mm 1.8mm 1.8104
x -∆=⨯-==⨯m 由双缝干涉条纹公式有：
L x d
λ∆= 代入数据解得：76.010λ-=⨯m
2．AD AC
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB ．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a 距离光源更近，A 正确，B 错误；
CD ．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉
解析：AD AC
d x L
∆ 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB ．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a 距离光源更近，A 正确，B 错误； CD ．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，C 错误，D 正确。

故选AD 。

(2)[2] AB ．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，A 正确，B 错误； CD ．由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，C 正确，D 错误。

故选AC 。

(3)[3]根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
L x d λ∆= 可得波长表达式
d x L
λ=∆ 3．波动性 2.87mm
【解析】
【详解】
①[1]这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有
波动性;
②[2] 主尺读数为8mm ，游标读数为0.1×6=0
解析：波动性 2.87mm 76.310m -⨯
【解析】
【详解】
①[1]这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性;
②[2] 主尺读数为8mm ，游标读数为0.1×
6=0.6mm ，所以第一个光点到第四个光点的距离是8.6mm ．第1到第4个光点的距离是8.6mm ．
相邻光点间的距离是
8.5mm 2.87mm 3
x ∆=
≈ [3] 根据 L x d λ∆=
可知
x d L
λ∆⋅==6.3ⅹ10-7m 4．【解析】
【详解】
（1）手轮测量装置为螺旋测微器，第一条读数为
2mm+19.2×0.01mm=2.192mm ，第4条读数为7.5mm+37.0×0.01mm=7.870m 解析：2.191mm ~2.193mm 75.910-⨯ C
【解析】
【详解】
（1）手轮测量装置为螺旋测微器，第一条读数为2mm+19.2×0.01mm=2.192mm ，第4条读数为7.5mm+37.0×0.01mm=7.870mm ．根据11n
a a x n -∆=-，d x l
λ=⋅∆，代入数据得：75.910λ-=⨯m
（2）分析可知，出现丁图原因为光路调节中，没有调节好光源得高度，导致光路不正．故C 正确，AB 错误。

5．）C B 18.45 635
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 要使单缝与双缝相互平行，应通过调节拔杆，带动单缝转动，使单缝与双缝平行，故C 正确，ABD 错误。

故
解析：）C B 18.45 635
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 要使单缝与双缝相互平行，应通过调节拔杆，带动单缝转动，使单缝与双缝平行，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

(2)[2] 由于目镜观察范围确定，要想观察到的条纹个数增加，应使条纹间距变窄，根据相邻亮条纹间距的公式
L x d
λ∆= 可减小屏与双缝的距离，增大双缝间距离，减小波长，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

(3)[3]游标卡尺读数
218mm 0.059mm 18.45mm x =+⨯=
[4]根据
216
x x x -∆=
解得 1.525mm x ∆=
根据 L x d
λ∆= 代入数据
33
721.525100.2510m 6.3510m 635nm 60.0010
λ----⨯⨯⨯==⨯=⨯ 6．单缝 BD 15.02 6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据实验原理，即可确定，再依据双缝干涉条纹间距公式，若要增加条纹宽
度，则分析即。

(2)根据可知要求
解析：单缝 BD 15.02 6
xd L
∆ 【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据实验原理，即可确定，再依据双缝干涉条纹间距公式L x d λ∆=
，若要增加条纹宽度，则分析即。

(2)根据L x d
λ∆=可知要求波长λ，已知L 和d ，则必需知道条纹间距x ∆，根据图2(a )指示的为第0条亮条纹中央所在的位置，而图3(a )指示的为第6条亮条纹中间所在的位置。

故图2(a )中亮条纹与图3(a )中亮纹间的间隔为6个，从而求出x ∆，最后求出λ。

本题关键根据双缝干涉条纹间距公式L x d
λ∆=
列式分析，要明确公式中的各个物理量的含义。

【解答】
(1)[1]该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。

注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线上。

[2]根据L x d λ∆=知，增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距，可以增加相邻亮纹暗纹间的距离，若将黄色滤光片改成红色滤光片，则λ变大，故条纹间距变大。

选项BD 正确，AC 错误。

故选BD 。

(2)①[3]由3(b )知
215.0mm 10.02mm 15.02mm x =+⨯=
②[4]观察图2、图3，很容易得到图中暗纹2(a )与图3(a )中暗纹间的间隔为6个； ③[5]由L x d
λ∆=得 xd L
λ∆= 7．50 18. 00 6.6×10﹣7
【解析】
（1）游标卡尺的固定刻度读数为，游标尺上第10个刻度游标读数为，所以最
终读数为：；
（2）游标卡尺的固定刻度读数为，游标尺上第0个
解析：50 18. 00 6.6×10﹣7
【解析】
（1）游标卡尺的固定刻度读数为12mm ，游标尺上第10个刻度游标读数为
0.05100.50mm mm ⨯=，所以最终读数为：120.5012.50mm mm mm +=；
（2）游标卡尺的固定刻度读数为1.8cm ，游标尺上第0个刻度游标读数为0，所以最终读数为：18.00mm ；
（3）18.0012.50 1.37562
mm mm x mm -∆==-，根据L x d λ∆=，得：76.610m λ-=⨯．
点睛：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，知道条纹间距的公式L x d
λ∆=． 8．AC BC A
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]AB ．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a 距离光源更近，故A 正确，B 错误；
CD ．双缝与单缝应该平行放置，才能观
解析：AC BC
21()6d x x L
- A 【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]AB ．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a 距离光源更近，故A 正确，B 错误；
CD ．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，故C 正确，D 错误。

故选AC 。

（2）[2] AB ．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，故B 正确，A 错误；
CD ．根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
L x d λ∆= 由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

（3）[3]由图可知，两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
216
x x x -∆=
根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为 L x d λ∆=
可得波长表达式
21()6d x x d x L L
λ-=∆= （4）[4] 若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O 点处的干涉条纹向上移动，由L x d
λ∆=
可知，条纹间距不变，选项A 正确，BCD 错误。

故选A 。