江苏省常州市14校联盟实验：用双缝干涉测量光的波长测试题

江苏省常州市14校联盟实验：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．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
2．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线对齐A条纹中心时(如图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时(如图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为____________mm．图丁中游标卡尺的示数为__________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)
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。

回答下列问题：
(1)若想使从目镜中观察到的相邻滤光片、条纹间距减小，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 ．使用间距更小的双缝
(2)在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，测量头卡尺的示数如图丙所示，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15.2mm 。

已知双缝挡板与光屏间距为0.4m ，双缝相距0.1mm ，则所测单色光的波长为__________m 。

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L
x d
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。

已知实验所用的测量头由分划板、滑块、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，总共测量了5条亮纹之间的距离，初末位置游标卡尺的示数如图
∆=________mm。

所示，则相邻两条亮纹的间距x
(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________。

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
(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的所观察到的初末两个视场区，你觉得__________的图像存在造假现象。

5．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.4mm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=0.5m。

然后，接通电源使光源正常工作。

(1)由理论分析可知，波长为λ的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹，其相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=_____（字母表达式）；
(2)用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板处于B位置时游标卡尺读数如图中所给出，则分划板在图中B位置时游标卡尺读数为x B=_____mm；
(3)若已知分划板处于A位置时，刻度为11.1mm，该单色光的波长λ=_____m（结果保留2位有效数字）；
(4)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。

若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。

以下改动可实现这个效果的是_____。

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间
B．仅将单缝远离双缝移动少许
C．仅将单缝与双缝的位置互换
D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
6．(1)备有下列仪器：
A．白炽灯B．双缝C．单缝D．滤光片E．白色光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：______(填写字母代号)．
(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．
(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．
A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B．增大双缝到屏的距离
C．增大双缝到单缝的距离
D．增大双缝间距
7．如图是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置图：
(1)备有下列仪器：
A．白炽灯B．双缝C．滤光片D．单缝 E.白色光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：A--____---_____---_____--E（填写字母代号）。

(2)x 表示相邻亮条纹中心距离，d表示双缝间的距离，L表示双缝到光屏的距离，则计算波长的公式：_________。

(3)已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示。

则入射光的波长λ＝________m（结果保留两位有效数字）。

(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________。

A．改用波长较长的光（如红光）作为入射光
B．增大双缝间距
C．增大双缝到单缝的距离
D．增大双缝到屏的距离
8．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。

（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）本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；
②按合理的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用刻度尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。

在操作步骤②时还应注意______和______。

（3）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，此时手轮上的示数如图甲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，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距∆x为
______mm。

（4）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式
λ=______。

求得所测红光波长为______mm。

【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．DB； 13.870； 2.310； B
【解析】
(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D、双缝B；
(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻
解析：DB； 13.870； 2.310； B
【解析】
(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D、双缝B；
(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.0×0.01mm，两者相加为13.870mm
同理：图2的读数为：2.320mm
所以
13.870 2.320
2.310
5
x mm mm
-
∆==；
(3)依据双缝干涉条纹间距规律
L
x
d
λ
∆=可知：
A项：x∆与单缝和双缝间的距离无关，故增大单缝与双缝之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故A错误；
B项：增大双缝与光屏之间的距离L，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故B正确；
C项：绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误；
D项：增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故D错误．
点晴：为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
2．6 16.6 减小误差 6.3×10-7 【解析】 【分析】 【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的
解析：6 16.6 减小误差 6.3×10-7 【解析】 【分析】 【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
11mm 60.1mm 11.6mm +⨯=
图丁读数为
16mm 60.1mm 16.6mm +⨯=
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差；根据L
x d
λ∆=
求得 76.310m xd
L
λ-∆=
≈⨯ 3．B 11.4 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]根据双缝干涉条纹间距公式可知想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间
距，可将屏向靠近双缝的方向移动，即减小，或使用间距更大的双
解析：B 11.4 72.3810-⨯ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]根据双缝干涉条纹间距公式L
x d
λ∆=
可知想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距，可将屏向靠近双缝的方向移动，即减小L ，或使用间距更大的双缝，即增大d ，与单缝到双缝的距离没有关系，故A 、C 错误，B 正确； 故选B ；
(2)[2]分划板在A 位置时，游标卡尺的主尺读数为11mm ，游标读数为4×0.1mm=0.4mm ，所以最终读数为
111mm 0.4mm 11.4mm d =+=
则相邻条纹的间距为
3
4(15.211.4)10m 9.510m 4
x ---⨯∆==⨯
双缝的间距为
4 0.1mm 110m d -==⨯
屏与双缝间的距离为
0.4m L =
根据双缝干涉条纹间距公式L
x d
λ∆=
可得 44
71109.510m 2.3810m 0.4
d x L λ---⨯⨯⨯=∆==⨯
4．甲图 BC 甲同学
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]．在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，则应选下列图中的甲图更为
合适；
(2)[2]．由图可知，初末位置游标
解析：甲图 1.500mm ~1.900mm BC 甲同学 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]．在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，则x ∆应选下列图中的甲图更为合适； (2)[2]．由图可知，初末位置游标卡尺的示数分别为0.570cm 和1.380cm ，则相邻两条亮纹的间距
1.3800.570
cm 0.1620cm 1.620mm 5
x -∆=
==。

(3)[3]．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；题中所说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，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。

故选BC 。

(4)[4]．实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图像存在造假现象。

5．D
【解析】 【分析】 【详解】
（1）[1]根据实验原理，则有
（2）[2] 图中B 位置时游标卡尺读数为
（3）[3] 条纹的间距 根据
得该单色光的波长
解析：l
x d
λ∆= 15.6mm 0.60mm D 【解析】 【分析】 【详解】
（1）[1]根据实验原理，则有
l x d
λ∆=
（2）[2] 图中B 位置时游标卡尺读数为
15mm 60.1mm 15.6mm +⨯=
（3）[3] 条纹的间距
15.611.1
mm 0.75mm 6
x -∆=
= 根据
l x d
λ∆=
得该单色光的波长
0.60mm xd
l
λ∆=
= （4）[4]A ．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、l 与d 都不变，则x ∆不变，条纹数目不变，A 错误；
B ．仅将单缝远离双缝移动少许，λ、l 与d 都不变，则x ∆不变，条纹数目不变，B 错误；
C ．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，C 错误；
D ．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，l 与d 都不变，则x ∆减小，条纹数目将
有所增加，D 正确。

故选D 。

6．ADCBE 6.4×10－7 AB 【解析】 【详解】
（1）[1]．把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：ADCBE ； （2）[2]．游标卡尺读数精确度为0.1mm ，
解析：ADCBE 6.4×10－7 AB 【解析】 【详解】
（1）[1]．把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：ADCBE ；
（2）[2]．游标卡尺读数精确度为0.1mm ，A 位置主尺读数为11mm ，游标尺读数为1，读数为x 1＝11mm ＋1×0.1mm ＝11.1mm 同理B 位置读数为x 2＝15.6mm 则条纹间距
Δx ＝
21
7
x x -＝0.64mm. 利用
λ＝
d
L
Δx ＝6.4×10－7m. （3）[3]．由Δx ＝
L
d
λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故AB 正确．
7．C D B 6.4×10－7 AD 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过
解析：C D B xd
L
λ∆= 6.4×10－7 AD 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝，正确的排列顺序应该是ACDBE (2)[4]根据双缝干涉条纹的间距公式L
x d
λ∆=
可得计算波长的公式
L
(3)[5]10刻度的游标卡尺的最小分度为0.1mm ，A 图读出主尺的刻度为1.1cm ，游标尺上的第一刻度与上面对齐，所以读数为：0.1×1=0.1mm ，总读数为：1.1cm+0.1mm=11.1mm ；B 图读出主尺的刻度为1.5cm ，游标尺上的第6刻度与上面对齐，所以读数为：
0.1×6=0.6mm ，总读数为：1.5cm+0.6mm=15.6mm ；A 与B 之间的间隔是7个条纹，所以干涉条纹的宽度
4810.01560.0111m=6.4210m 77
x x x ---∆=
=⨯ 根据L x d λ∆=代入数据得 76.410m x d L λ-∆⋅=
=⨯ (4)[6]根据L x d
λ∆=可知，实验中发现条纹太密，可以通过增大双缝到屏的距离，增大波长，和减小双缝间距，故AD 正确，BC 错误。

故选AD 。

8．E D B 单缝和双缝间距要适当 单缝与双缝相互平行 13.870 2.310 6.6×10-4
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]
解析：E D B 单缝和双缝间距要适当 单缝与双缝相互平行 13.870 2.310
d x l
∆ 6.6×10-4
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][3]由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为CEDBA 。

（2）④[4][5]在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间距要适当和单缝与双缝相互平行。

（3）[6][7]图甲读数2.320mm ；图乙读数13.870mm ；得相邻亮纹的间距 13.870 2.320mm=2.310mm 61
x -∆=
- （4）[8][9]根据 l x d
λ∆=
可得
l
代入数据 442.310=mm 6.610mm 0.2.010700
λ--⨯⨯=⨯。