常州市实验：用双缝干涉测量光的波长测试题

常州市实验：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．利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。

放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样，在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。

用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮（或∆，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波暗）纹间的距离x长。

（1）关于该实验，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。

A．增大单缝到双缝的距离。

干涉条纹间距变窄B．将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄D．去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹（2）实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。

已知双缝的间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图乙中螺旋测微器的示数是_______mm，求得相邻亮纹的间距x∆为________mm，所测光波的波长为_______m（结果保留两位有效数字）。

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 。

3．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度对齐A 条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图2所示,第二次分划板中心刻度对齐B 条纹中心时(图3),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距离为0.05mm 双缝到屏的距离为1m,则图2中游标卡尺的读数为_________mm,则图4中游标卡尺的读数为________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是__________.所测光波的波长为___________m. (保留两位有效数字)4．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）5．(1)如图(a)是小金同学在实验室用红光做“用双缝干涉测量光的波长”实验的器材，观到如图(b)所示的干涉条纹，图中灰色部分表示暗条纹，于是他使分划板中心刻线与暗条纹中心对齐，移动测量头进行测量，下列说法正确的是_______。

A．该同学测条纹间距时必须将分划板中心刻线与亮条纹中心对齐B．在实验过程中拿掉双缝，将观察不到明暗相间的干涉条纹C．该干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果D．若需得到竖直的条纹与分划板刻线平行只需要逆时针转动测量头即可(2)小金进行必要的实验操作后，得到竖直的条纹与分划板刻线平行。

已知测量头是50分度的游标卡尺，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图(a)所示，图(a)中的数字是该同学给各亮纹的编号，此时图(b)中游标尺上的读数1x=_______cm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图(c)所示，此时图(d)中游标尺上的读数2x=_______cm；利用λ，已知双缝到屏的距离上述测量结果，该同学经计算得该红光的波长=660nmL=700mm，则该同学选用的双缝的缝间距d=___mm（此空计算结果保留两位有效数字）。

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。

(1)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(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为∆x，则单色光的波长λ=_____。

(3)本实验用到了干涉条纹间距公式，请利用图乙（图中d≪l）证明之________。

7．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为 L＝75.0cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数1x＝________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时游标卡尺的读数2x＝9.3mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________ mm。

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）；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(3)若她在另一次实验操作中，发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示，则____（填选项前的字母）。

A．此现象是单缝与双缝不平行造成的B．此情形下波长的测量值大于真实值C．通过调节拨杆能使中心刻线与干涉条纹方向一致【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．CD 13.870 1.320【解析】【分析】【详解】（1）[1]．根据，为双缝间距，L为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A错误；将蓝色滤解析：CD 13.870 1.320 76.610-⨯【解析】【分析】【详解】（1）[1]．根据Lxdλ∆=，d为双缝间距，L为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A错误；将蓝色滤光片换成红色滤光片，由于红光的波长比蓝光长，干涉条纹间距变宽，B错误；换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，C正确；去掉滤光片后，将观察到白光彩色的干涉条纹，D 正确。

（2）[1][2][3]．根据螺旋测微器的读数规则可知读数为13.870mm ，第1条亮纹中心与第10条亮纹中心有9个间距，故13.870 1.990mm 1.320mm 9x -∆== 把数据代入xd Lλ∆=求得 76.610m λ-=⨯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 2.125d x L⨯∆ 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；[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 1920.00 3.00mm 2.125mm 918x x x --∆===- 得相邻亮纹的间距为2.2125mm④[6]由L x dλ∆=知表达式为 d x Lλ⨯∆=带入数据 40.200 2.125mm 6.0710mm 607nm 700d x L λ-⨯∆⨯===⨯= 3．4 15.7 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)【解析】【分析】【详解】[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图2中主尺读出固定刻度读数为：11解析：4 15.7 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度) 85.410-⨯【解析】【分析】【详解】[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图2中主尺读出固定刻度读数为：11mm ，游标尺第4刻线与主尺刻线对齐为：0.14=0.4mm ⨯，故读数为：11mm+0.1m 4=11.4mm ⨯[2]同理图4中游标尺第7刻线与主尺刻线对齐，故读数为：15mm+0.1m 7=15.7mm ⨯故由图可知条纹间距为：15.711.4mm 1.075mm 4x -∆== [3]实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度).[4]根据双缝干涉的条纹间距公式：L x dλ∆= 计算得出：3381.075100.0510m 5.410m 1x d L λ---∆⋅⨯⨯⨯==≈⨯ 4．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 3x ∆=≈ [3] 根据L x dλ∆= 可知x d Lλ∆⋅==6.3ⅹ10-7m 5．BC 0.116 1.502 0.20【解析】【分析】【详解】(1)[1]A ．该同学测条纹间距时必须将分划板中心刻度线与亮条纹中心重合，故A 错误；B ．在实验过程中解析：BC 0.116 1.502 0.20【解析】【分析】【详解】(1)[1]A ．该同学测条纹间距时必须将分划板中心刻度线与亮条纹中心重合，故A 错误； B ．在实验过程中拿掉双缝，将出现明暗相间衍射条纹，将观察不到明暗相间的干涉条纹，故B 正确；C ．该干涉条纹虽然倾斜，但测得的该波长值仍正确，故C 正确；D ．若需得到竖直的条纹与分划板刻度线平行只需顺时针转动测量头即可，故D 错误； 故选BC ；(2)[2]游标卡尺的主尺读数为1mm ，游标读数为0.02×8mm=0.16mm ，所以最终读数为1.16mm ，即0.116cm ；[3]游标卡尺的主尺读数为15mm ，游标读数为0.02×1mm=0.02mm ，所以最终读数为15.02mm ，即1.502cm ；[4]相邻亮条纹的间距为2115.02 1.16mm 2.31mm 7171x x x --∆===-- 根据L x d λ∆=可得 L d xλ=∆ 代入数据可得 9430.766010m 2.010m 0.20mm 2.3110d ---⨯⨯==⨯=⨯ 6．B 见解析【解析】【详解】(1)[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距解析：B ()1x d n l ∆⋅- 见解析【解析】【分析】【详解】(1)[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为L x dλ∆=为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B 正确，ACD 错误故选B(2)[2]第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为△x ，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为'1x x n ∆∆=- 则单色光的波长为 =(1)x d n lλ∆⋅- (3)[3]在线段P 1S 2上作P 1M =PS 1，则 S 2M =r 2－r 1因d l ，三角形S 1S 2M 可看做直角三角形，有21sin r r d θ-=另有tan sin x l l θθ=≈得21x r r dl-= 若P 1处为亮纹，则 21r r k λ-=±(k =0、1、2……)解得l x kdλ=±(k =0、1、2……) 所以相邻两亮纹或暗纹的中心间距为 l x dλ∆=【解析】【详解】[1]．图戊的示数主尺为：0mm ；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为0.1×3mm=0.3mm ，总读数为0.3mm ；[2]．根据得：解析：3 -46.010⨯【解析】【详解】[1]．图戊的示数主尺为：0mm ；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为0.1×3mm=0.3mm ，总读数为0.3mm ；[2]．根据L x dλ=得： 34219.30.30.210mm 6.010(m 440)(.75)m x x d x d L L λ---⋅-⨯⨯====⨯⨯ 8．C D B【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此、、、元件依次为滤光片解析：C D B【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此a 、b 、c 、d 元件依次为滤光片、单缝、双缝和光屏，故C 正确，A 、B 、D 错误；故选C ；(2)[2]A ．根据双缝干涉的条纹间距公式L x dλ∆=可知，将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变小，则双缝干涉条纹的间距变小，故A 错误；B ．根据双缝干涉的条纹间距公式L x d λ∆=可知，增大双缝之间的距离d ，双缝干涉条纹间距变小，故B 错误；CD ．增大图中的c 和d 的距离，即增大双缝与光屏间的距离L ，根据双缝干涉的条纹间距公式Lxdλ∆=可知，双缝干涉条纹间距变大；但增大图中的b和d之间的距离，双缝与光屏间的距离L不一定增大，根据双缝干涉的条纹间距公式Lxdλ∆=可知双缝干涉条纹间距不一定变大，故C错误，D正确；故选D；(3)[3]A．图所示出现的问题是分刻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调成与分划板中心刻线同一方向上；若单缝与双缝不平行，在光屏上却观察不到干涉图样，故A错误；B．此情形将造成条纹间距x∆的测量值偏大，根据双缝干涉的条纹间距公式Lxd λ∆=可知波长的测量值将偏大，故B正确；C．调节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，图已有清晰的干涉图样，所以不用调节，故调节拨杆不能把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上，故C 错误；故选B。