高考物理一轮复习学案光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象
2025届高考物理一轮复习资料第十三章光学实验十九用双缝干涉实验测量光的波长
实验十九用双缝干涉实验测量光的波长学习目标 1.掌握由Δx ＝Ldλ测光的波长的原理，并能测单色光波长。
2.观察单色光的双缝干涉图样，掌握测量头测量条纹间距的方法。
实验原理实验操作注意事项如图1所示，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离L满足关系式Δx＝Ldλ，因此，只要测出Δx、d、L即可测出波长λ。
图11.安装仪器(如图2)图2(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光。
调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。
(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行。
2.观察与记录(1)调单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的干涉条纹。
(2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。
(3)调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条明条纹的中心，1.调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。
2.放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。
3.调节测量头时，应使分划板中心刻线和明条纹的中心对齐。
4.不要直接测Δx，要测多条明条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差。
记下手轮上的读数x1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的明条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数x2，则相邻两明条纹间的距离Δx ＝|x1－x2| n－1。
(4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长。
数据处理1.条纹间距：Δx＝x n－x1n－1。
2.波长：λ＝dLΔx。
3.测量多组数据，求λ的平均值。
误差分析1.双缝到屏的距离L的测量存在误差。
2.测条纹间距Δx带来的误差如下：(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
(2)误认为Δx为明(暗)条纹的宽度。
(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。
(4)测量多条明条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。
高考物理一轮复习：用双缝干涉测量光的波长
|考点 2| 实验步骤及注意事项 例 2 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、__E_、__D_、__B___、A.
(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．
实验要点·梳理归纳 实验考点·分类展示 实验检测·巩固提升
(3)调节各元件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏． (4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝 _平__行___，二者间距约___5_c_m__～__1_0_c_m_____，这时可观察白光的干涉条纹． (5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
二、实验原理 如图所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝 S 时发 生衍射，这时单缝 S 相当于一个单色光源，衍射光波同时到达双缝 S1 和 S2 之后，S1、S2 双缝相当于两个_步__调__完__全__一__致___的单色相干光源，相邻两 条亮(暗)条纹间的距离 Δx 与入射光波长 λ，双缝 S1、S2 间距离 d 及双缝与 屏的距离 l 有关，其关系式为：Δx＝dl λ，因此，只要_测__出__Δ_x_、__d_、__l___即可 测出波长 λ.
实验考点 分类展示
|考点 1| 实验原理和数据处理 例 1 (2018·潍坊五校联考)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按 照题目要求回答下列问题．
实验要点·梳理归纳 实验考点·分类展示 实验检测·巩固提升
(1)如图 1 中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是 ___甲_____． (2)将下表中的光学元件放在图 1 丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光 的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．
光学复习光的干涉与光的衍射现象
光学复习光的干涉与光的衍射现象光学复习——光的干涉与光的衍射现象光学是物理学的一个重要分支，研究光的传播、反射、折射和干涉等现象。
在光学中，光的干涉与光的衍射是两个基本概念。
本文将重点介绍光的干涉与光的衍射的基本原理、特点和应用。
一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加形成干涉图样的现象。
干涉现象可以通过下面的几种方式实现：1. Young双缝干涉2. 平行平板干涉3. 薄膜干涉1. Young双缝干涉Young双缝干涉实验是干涉现象的经典实验，在实验中，两个狭缝放置于光源前面，通过狭缝射入的光线形成干涉现象。
干涉图样的特点是一系列明暗相间的条纹，称为干涉条纹。
这些干涉条纹的出现是由于两束来自不同缝口的光线相遇并相互干涉形成的。
2. 平行平板干涉平行平板干涉是利用一对平行的玻璃板或其他透明材料片，通过光线的干涉产生干涉图样。
其中一例是“牛顿环”的形成。
平行平板干涉的干涉图样可以用来测量透明物体的厚度。
3. 薄膜干涉薄膜干涉是指当一束光线透过具有不同折射率的两层透明介质之间的薄膜时，由于反射和折射的干涉造成的现象。
常见的例子有气泡和油膜的颜色变化等。
二、光的衍射光的衍射是指光线在遇到障碍物或通过边缘时发生弯曲现象。
衍射现象是光通过缝隙和物体边缘时的一种波动效应。
衍射实验常见的实现方式有：1. 单缝衍射2. 双缝衍射3. 衍射光栅1. 单缝衍射单缝衍射是指将单个狭缝放置在光源前面，光线通过狭缝后发生衍射的现象。
单缝衍射的干涉图样是一系列中央亮度逐渐减弱的亮暗相间的条纹。
2. 双缝衍射双缝衍射是指将两个狭缝放置于光源前方，两束光线透过狭缝后发生干涉的现象。
双缝衍射的干涉图样是一系列明暗相间的条纹，呈现出中央亮度较高且两侧逐渐减弱的分布。
3. 衍射光栅衍射光栅是一种特殊的光学器件，利用许多密集的并排的狭缝或凹槽来实现衍射现象。
衍射光栅可以产生出大量狭缝干涉的效应，形成复杂而美丽的干涉图样。
三、光的干涉与衍射的应用光的干涉与衍射现象在现代科学和技术中有着广泛的应用。
高考物理备考重点光学与光的干涉与衍射
高考物理备考重点光学与光的干涉与衍射高考物理备考重点：光学与光的干涉与衍射光学作为物理学的一个重要分支，涉及到光的传播、反射、折射、干涉、衍射等多个方面的知识。
在高考物理考试中，光学通常占据一个较大的比重。
本文将重点介绍高考物理备考的光学内容中的干涉与衍射部分。
一、干涉干涉是指两束或多束光波相互叠加形成的明暗相间的条纹现象。
常见的干涉现象有双缝干涉和薄膜干涉。
1. 双缝干涉双缝干涉是指光通过双缝时，光波会相互干涉而形成干涉条纹。
双缝干涉的条件为：光源应为单色光源，光波应具有相干性，光波应与缝宽、缝间距、观察屏的距离等因素有关。
2. 薄膜干涉薄膜干涉是指光在一个透明薄膜的上下表面反射或透射时，发生了干涉现象。
薄膜干涉的条件为：光源应为单色光源，光波应具有相干性，薄膜的厚度应为可见光波长的几个量级，薄膜的折射率应与周围介质的折射率有明显差别。
二、衍射衍射是指光通过一个较小孔径或较近缝隙时，发生的光的弯曲现象。
在高考物理考试中，常见的衍射现象有单缝衍射和双缝衍射。
1. 单缝衍射单缝衍射是指光通过一个狭缝时，光波会向四周辐射形成衍射图样。
单缝衍射的条件为：光源应为单色光源，光波应具有相干性，缝宽应适中。
2. 双缝衍射双缝衍射是指光通过双缝时，光波会向四周辐射形成衍射图样。
双缝衍射的条件与双缝干涉相似。
三、解题技巧在备考高考物理光学部分时，需要掌握干涉与衍射的基本原理，并能够运用到具体的解题中。
1. 理解光的干涉与衍射现象的本质，掌握与之相关的公式和定律。
2. 熟悉干涉与衍射的实验装置和现象，能够运用实验数据解题。
3. 掌握对干涉与衍射现象进行定性和定量分析的方法，理解其中物理原理。
4. 多进行习题训练，加深对干涉与衍射的理解，并提升解题能力。
四、典型例题1. 【例题一】一束单色光垂直入射到一个波长为λ的单缝上，产生衍射现象。
观察屏上发现，距离衍射中心O点的两个对称亮条纹之间的距离为D。
若将入射光的波长改为λ/2，观察到的两个相邻亮条纹之间的距离是多少？【解析】根据单缝衍射公式，对于相同的缝隙宽度，亮条纹之间的距离正比于波长。
物理一轮复习考点47光的干涉衍射和偏振现象实验：用双缝干涉测光的波长电磁波相对论简介练习含解析
考点47 光的干涉、衍射和偏振现象实验：用双缝干涉测光的波长电磁波相对论简介题组一基础小题1．让太阳光垂直照射一块遮光板,板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时,在孔后的屏上将先后出现(）A．由大变小的三角形光斑，直至光斑消失B．由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失C．由大变小的三角形光斑,明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失D．由大变小的三角形光斑、圆形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失答案D解析当孔足够大时,由于光的直线传播，所以屏上首先出现的是三角形光斑,之后随着孔继续缩小，出现小孔成像,成的是太阳的像,故为小圆形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现明暗相间的彩色条纹，最后随孔的闭合而全部消失,故D正确。
2．下列说法中正确的是()A．光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象B．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象答案A解析光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，A正确;用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，B错误；门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象,C错误；照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的干涉现象，D错误。
3．(多选)下列关于电磁场的说法中正确的是（）A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．任何变化的电场周围一定有磁场C．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存,形成不可分离的统一体，即电磁场D．电磁波的理论在先，实践证明在后答案BCD解析振荡电场和振荡磁场交替产生，形成电磁波，A错误，C正确；变化的电场一定产生磁场，B正确；麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹进行了实验验证，D正确。
4．下列说法正确的是（)A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B．只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力频率C．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢D．鸣笛汽车驶近路人的过程中,路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小答案C解析全息照相利用了激光的频率单一,具有相干性好的特点，利用了光的干涉现象，与光的衍射无关，故A错误；受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与是否发生共振无关,故B错误；根据时间延缓效应可知，在宇宙中高速飞行的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故C正确；根据多普勒效应可知,鸣笛汽车驶近路人的过程中,路人听到的声波频率与该波源的频率相比增大，故D错误。
高中物理一轮复习-光的波动性(实验：用双缝干涉测光的波长)
高中物理一轮复习-光的波动性(实验：用双缝干涉测光的波长)考点一光的干涉1．定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强和减弱互相间隔的现象叫做光的干涉现象．2．条件：两列光的频率相等，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象．3．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是频率相等的相干光波，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为Δx＝ldλ．4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同．命题视角1双缝干涉(2014·高考江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是()A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源[审题点睛]利用双缝干涉条纹的宽度Δx＝ldλ来判断哪些条件变化可引起Δx增大．[解析]在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d.根据c＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B正确，选项A、C、D错误．[答案] B命题视角2薄膜干涉如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面[解析]样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面反射回两列光波形成干涉条纹．空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面．[答案] C1．[视角1](2014·高考大纲全国卷)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，则双缝的间距为( )A ．2.06×10－7 mB ．2.06×10－4 mC ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 m解析：选C.在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx 、双缝间距d 与双缝到屏的距离L 间的关系为Δx ＝L d λ，则双缝间距d ＝L λΔx ＝1.00×589×10－90.350×10－2m ≈1.68×10－4 m. 2．[视角2]如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是( )A ．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B ．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E ．若使用半径小一些的凸薄透镜，则干涉条纹的间距要变大解析：选ACE.由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故A 正确，B 错．由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故C 正确，D 错．若使用半径小一些的凸薄透镜，则空气薄膜上的厚度变化更快，则形成的干涉条纹的间距要变大．1.双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同．(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx ＝ld λ.(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹． 2．薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹．(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹；②白光：彩色水平条纹．考点二光的衍射1．光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射．2．光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象．3．衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一．(2014·高考上海卷)如图，在“观察光的衍射现象”实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将________(选填“增大”“减小”或“不变”)；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在____________情况下，光才可以看做是沿直线传播的．[思路点拨]解答本题注意以下两点：(1)根据实验总结衍射条纹间距随缝宽大小的变化规律．(2)知道光发生明显衍射现象的条件．[解析]缝宽增加，衍射条纹间距变小，衍射现象逐渐不明显．光的衍射现象表明，光不沿直线传播，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多的情况下，光才可以看做是沿直线传播的．[答案]减小光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多3．下列现象中，属于光的衍射的是()A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹E．一束白光通过三棱镜形成彩色光带解析：选B.出现彩虹是大气对光的散射造成的；海市蜃楼是光的折射与全反射现象造成的；肥皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉的结果；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射现象；通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是光的衍射现象，选项B正确．4．(2016·郑州模拟)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化()A．这里应用的是光的衍射现象B．这里应用的是光的干涉现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细E．如果屏上条纹变细，表明抽制的丝变粗解析：选ADE.本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用，考查光的衍射现象，若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小，衍射现象较明显．通过观察屏上条纹的变化情况，从而监测抽制的丝的情况，故选ADE.1．单缝衍射与双缝干涉的比较2.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．考点三光的偏振现象1．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光在某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光．光的偏振现象证明光是横波(选填“横波”或“纵波”)．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿各个方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光的产生自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫做起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光，叫做检偏器．如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P 、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变[审题点睛]光通过偏振片得到强度始终相同的偏振光，但振动方向随偏振片的旋转而变化．[解析]旋转偏振片P，A处得到的是强度始终相同的偏振光，偏振光再经过偏振片Q，在B处光强随着P 的转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强为零．[答案] C5.(2016·西安模拟)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮E．以SP为轴将A转过90°后，在P处将看到光亮解析：选BDE.自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，C 错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对；同理E也对．6．(2016·江西南昌联考)假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中不可行的是() A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°E．前窗玻璃的透振方向是斜向左上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向左上45°解析：选ABC.首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．A、B、C不可行，D、E可行．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的偏振现象说明了光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．考点四实验：用双缝干涉测光的波长1．实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ＝dΔx/l.2．实验步骤(1)观察干涉条纹①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示．②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹．⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹．③用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)．④改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量．3．数据处理(1)条纹间距Δx＝|a2－a1n－1|.(2)波长λ＝dlΔx.(3)计算多组数据，求λ的平均值．4．注意事项(1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．(3)调节的基本依据是：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．(2015·高考全国卷Ⅰ)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(选填“>”“＝”或“<”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________ mm.[解析]由公式Δx＝Ldλ可知，Δx1>Δx2.相邻亮条纹之间的距离为Δx＝10.55mm＝2.1 mm，双缝间的距离d＝LλΔx，代入数据得d＝0.300 mm.[答案]>0.3007．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)：(1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝a/(n－1) (2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为________mm.解析：(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，首先应取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，故A错误；根据实验操作可知B、C正确．(2)读数为1．5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.答案：(1)A(2)1.9708．(2016·浙江名校模拟)(1)用游标卡尺观察光的衍射现象时，某次游标卡尺的示数如图甲所示，则两测脚间狭缝的宽度为________．用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹，如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变________．甲(2)在用如图乙所示的装置研究光的双缝干涉现象时，有下面几种方法：乙A．将观察屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是________．答案：(1)0.36 mm大(2)ABD一、选择题(每小题至少有一个选项正确)1．(2016·济南阶段测试)以下说法中正确的是()A．肥皂泡在阳光的照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的色散现象B．光的偏振现象说明光是横波C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声源频率低于声源发出的频率E．通过手指间的缝隙观察日光灯可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象[导学号76070601]解析：选BCE.肥皂泡在阳光的照射下会呈现彩色，这是由光的干涉形成的，故A错误；光的偏振现象说明光是一种横波，故B正确；由于激光的平行度好，因此常用于读取光盘上的信息，故C正确；当观察者向静止的声源运动时，接收到的频率将高于声源发出的频率，故D错误；通过手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹，这属于光的单缝衍射现象，E正确．2．(2015·高考全国卷Ⅱ)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则()A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距[导学号76070602]解析：选ABD.通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误．a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确．由n＝cv 知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A正确．入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确．做双缝干涉实验时，根据Δx＝Ldλ得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误．3．(2016·江西八校联考)以下说法中正确的是()A．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉E．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的[导学号76070603]解析：选ADE.对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长λ越长的光越容易满足d≤λ，会产生明显的衍射现象，越容易绕过障碍物，所以A项正确．白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，B 项错．波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进入水中，频率f不变，波速v变小，由v＝λf 得，波长λ变小，所以C项错．检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以D项对．由光速不变原理知，E项正确．4．(2016·湖南六校联考)下列说法正确的是()A．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象B．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制C．一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播，t＝0时传播到坐标原点，此质点正从平衡位置以速度v0向下振动，已知质点的振幅为A，振动角频率为ω，则x轴上横坐标为34λ处质点的振动方程为y＝－A sin ω⎝⎛⎭⎫t－3λ4v D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄E．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系[导学号76070604]解析：选ACE.在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，B错；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽，D错．5．(2014·高考浙江卷)关于下列光学现象，说法正确的是()A．水中蓝光的传播速度比红光快B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽[导学号76070605]解析：选CD.在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v＝cn知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B错误．在岸边观察水中的鱼，视深h′＝hn，故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度Δx＝ldλ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确．6．下列说法中正确的是()A．照射珍贵物品用的“冷光灯”利用了光的衍射原理B．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性好的特点C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小反射光的强度D．海市蜃楼是光的干涉形成的E．利用光的干涉现象可以检查平面的平整度[导学号76070606]解析：选BCE.照射珍贵物品用的“冷光灯”利用了光的薄膜干涉原理，A错误；全息照片用激光来拍摄，利用了激光的相干性好的特点，B正确；照相机镜头前加偏振片可以减小反射光的强度，C 正确；海市蜃楼是光的全反射现象，D错误．通过形成的干涉条纹的弯曲方向可以判断平面的平整度，E正确．7.双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是() A．O点是红光的亮条纹B．O点不是蓝光的亮条纹C．红光的第一条亮条纹在P点的上方D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方E．蓝光的第一条亮条纹在P点的下方[导学号76070607]解析：选ACE.O点处波程差为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，A正确；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δx＝ldλ可知，C、E正确．8．关于波的现象，下列说法正确的有()A．当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次为波速、波长、频率E．电磁波具有偏振现象[导学号76070608]解析：选ADE.由波的性质可知，A正确；光波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故不容易发生衍射，B错；由多普勒效应可判断，波源靠近接收者的过程中，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，则C错误；波速的计算公式v＝λ·f(v波速，λ波长，f频率)对机械波和电磁波通用，则D正确；光波具有偏振现象，光波是电磁波，则E正确．二、非选择题(按题目要求作答)9.(1)如图所示，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①光源、②______________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取____________或____________的方法．(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm.(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是______m(取三位有效数字)．[导学号76070609]解析：(1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．由Δx＝ldλ可知，要增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取的办法有：①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；②减小双缝之间的距离．(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.(3)甲图读数是0.045 mm，乙图读数是14.535 mm，它们的差值是14.490 mm，中间跨越了10－1＝9个亮条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δx＝14.4909mm＝1.610 mm.(4)光的波长：λ＝Δx·dl＝5.37×10－7 m.答案：(1)滤光片单缝双缝增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离(2)②③(3)1.610(4)5.37×10－7。
2023届高考物理一轮复习用双缝干涉测光的波长课件
项C正确。
【答案】 C
=
1
∆
=
1.00×589×10−9
0.350×10−2
= 1.68 × 10−4 ,选
【例2】[2017课标Ⅱ]在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏
幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方
法是
③调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏。
④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平
行，二者间距约5 cm～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹。
⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。
(2)测定单色光的波长
①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。
②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹
记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记
下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮纹。
③用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)。
④改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量。
3．数据处理
2 −1
(1)条纹间距Δ＝|
|。
(2)波长＝ Δ。
−1
(3)计算多组数据，求的平均值。
待测光的波长是____________m(取三位有效数字)。
【解析】(1)由螺旋测微器的读数规则得乙读数1＝0.045 mm，丙读数10＝
14.535 mm，相邻条纹的间距是Δ＝ |
(2)由Δ＝ 得＝5.37×10－7 m。
10 −1
| ＝1.610
10−1
高考：用双缝干涉条纹测光的波长的实验
2019年高考：用双缝干涉条纹测光的波长的实验用双缝干涉条纹测光的波长的实验一. 教学内容：实验：用双缝干涉条纹测光的波长全章复习二. 知识要点：1. 通过安装调节实验仪器，使学生了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
让学生观察白光及单色光的双缝干涉图样，并测定单色光波的波长。
2. 本章知识梗概三. 重点、难点解析：1. 实验实验原理：光源发出的光经滤色片成为单色光，单色光通过单缝后，相当于线光源。
通过双缝后，变成频率相同、相(位)差恒定的相干光，可以在光屏上产生稳定的干涉图样根据计算波长的公式：用双缝干涉条纹测光的波长的实验：同种相邻干涉条纹间的距离x，即可算出单色光的波长。
实验方法：仪器安装调节好后，换上测量头，把测量头的游标尺置10mm 左右，调节目镜，在视场中出现清晰的干涉条纹及分划板上的刻线，然后在单缝前套上红色或绿色滤色片即可开始测量。
分划板上的刻线形状如图所示，一条水平刻线、二条竖直刻线。
竖直刻线应与干涉条纹平行。
若不平行，松开测量头上的紧固螺钉，转动测量头，使竖直划线与干涉条纹平行.在双缝距d及缝屏距。
若直接测x，测量的相对误差较大，因此可先测6条明(或暗)条纹的总间距.再计算出x。
转动手轮，把分划板刻线对齐左边某一条清晰的亮(或暗)条纹，记下游标尺上的读数x1，然后把分划板移向右边，把刻线对齐第七条亮(或暗)条纹，记下游标尺读数x7，如图所示。
6条条纹的总间距为x7一x1.则分划板刻线能否对齐干涉条纹，对测量结果影响很大，由于明暗条纹的单线不很清晰，测量时应对齐干涉明(或暗)条纹的中心。
方法如下：把明(或暗)条纹嵌在分划板两根短刻线之间，使条纹的两边边缘与短刻线的距离相等，这时，中心刻线就对齐在条纹的中心，如图所示。
为减小测量误差，x1及x7的读数应重复测几次，取其平均值。
计算波长时，双缝缝距标在双缝座上，在安装仪器时就要把d值记下来。
缝屏距误差分析：产生偶然误差主要是条纹间距的测量和读数操作错误。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：光的干涉、衍射和偏振
第2讲光的干涉、衍射和偏振目标要求 1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振.2.掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件.3.知道发生明显衍射的条件．考点一光的干涉现象光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定．(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹．1．光的颜色由光的频率决定．(√)2．频率不同的两列光波不能发生干涉．(√)3．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(×)4．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同．(√) 1．双缝干涉(1)条纹间距：Δy＝ldλ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大．(2)明暗条纹的判断方法：如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现明条纹．当Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹．2．薄膜干涉(1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ.在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现明条纹．在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹．(3)应用：增透膜、检查平面的平整度．考向1双缝干涉例1在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点．用波长为400 nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P处呈现第3条亮条纹．当改用波长为600 nm的光实验时，P处将呈现()A．第2条亮条纹B．第3条亮条纹C．第2条暗条纹D．第3条暗条纹答案 A解析由公式Δy＝ld λ可知PP03＝ldλ1，当改用波长为600 nm 的光实验时，则有PP0n＝ldλ2，即n3＝λ1λ2＝400600，解得n＝2，即P处将呈现第2条亮条纹，A正确．考向2薄膜干涉例2(多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B 为待检查的物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是()A．入射光C应采用单色光B．图乙条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的C．当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹D．由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷答案AB例3(2021·江苏卷·6)铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是()答案 C解析薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，当入射光为复色光时，出现彩色条纹．由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，A、B、D错误．考点二光的衍射和偏振现象1．光的衍射发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显．2．光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光．(3)偏振光的形成①让自然光通过偏振片形成偏振光．②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．(4)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．(5)光的偏振现象说明光是一种横波．1．阳光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)2．泊松亮斑是光的衍射形成的．(√)3．光遇到障碍物时都能产生衍射现象．(√)4．自然光是偏振光．(×)1．单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻亮条纹间距不等各相邻亮(暗) 条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象，都属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2.光的干涉和衍射的本质从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，干涉是从单缝通过两列频率相同的光在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．考向1单缝衍射与双缝干涉的比较例4如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫答案 B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δy＝lλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3d分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四幅图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．考向2光的偏振例5奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．(1)偏振片A的作用是_____________________________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．A．到达O处光的强度会减弱B．到达O处光的强度不会减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD解析(1)自然光通过偏振片后变为偏振光，故A的作用是把自然光变成偏振光．(2)偏振现象证明光是一种横波．(3)偏振片只能让一定偏振方向的光通过，没有样品时，要使到达O处的光最强，偏振片A、B的透光方向应相同；当放入样品时，由于样品的“旋光度”是α，即偏振方向不再与B的透光方向平行，到达O处光的强度会减弱，A正确，B错误；偏振片B转过的角度等于α，并使偏振片B的透振方向与偏振光的偏振方向平行时，光到达O处的强度将再次最大，C正确；同理，D正确．考点三几何光学与物理光学的综合应用例6如图所示，不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点O在直径的边缘，折射光线分别为OA、OB，则()A．a单色光的频率比b单色光的频率小B．当a、b两束光由玻璃射向空气中，a光临界角比b光临界角大C．在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间不等于b单色光从O到B的传播时间D．用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光小答案 D解析因为a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a单色光的频率比b单色光的频率大，故A错误；根据全反射临界角公，可知，a光的折射率大，则a光的临界角小于b光的临界角，故B错误；对于式sin C＝1n任一光束研究：设入射角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，则折射率为n＝sin i，光在sin r，光在玻璃中传播距离为s＝2R sin r，光在玻璃中传播时间为t＝s v，玻璃中传播速度为v＝cn，i、R、c均相等，所以在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间等联立以上可得t＝2R sin ic于b单色光从O到B的传播时间，故C错误；根据折射率大，频率高，波长短，可知a光的折射率大于b光的折射率，则a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，根据双缝干涉条纹间距公式，可知a光产生的干涉条纹间距比b光小，故D正确．例7如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B＝90°，一束频率为f＝6×1014 Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置．已知AC 长度L ＝0.3 m ，双缝间距d ＝0.2 mm ，光屏与双缝间距离l ＝1.0 m ，光在真空中的传播速度为c ＝3.0×108 m/s.求：(1)玻璃砖对该光线的折射率的最小值n ； (2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t ； (3)光屏上相邻亮条纹的间距Δy . 答案 (1)2 (2)1×10－9 s (3)2.5 mm解析 (1) 由几何关系知，光线在AC 面发生全反射的入射角为45°，可知临界角C ≤45°时，折射率有最小值，由sin C ＝1n 得n ≥2，即最小折射率为 2.(2) 由几何关系可知，光线在玻璃砖中传播距离 s ＝22L ，光线在玻璃砖中的传播速度v ＝c n传播时间t ＝s v代入数据解得最短时间t ＝1×10－9 s (3) 由λ＝c f ，Δy ＝ldλ联立代入数据解得Δy ＝2.5 mm.课时精练1．(多选)(2023·福建莆田市模拟)对如图所示的图片，下列说法正确的是( )A．图甲被称为“泊松亮斑”，它的原理是光的衍射B．图乙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮条纹C．图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的薄膜干涉现象D．图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮答案AC解析题图甲被称为“泊松亮斑”，它的原理是光的衍射，A正确；题图乙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗条纹，B错误；题图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，C正确；题图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏不能发亮，D错误．2．(2019·北京卷·14)利用图示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大答案 A解析由题图中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙是双缝干涉的图样，A项正确，B、C、D项错误．3．(多选)(2023·河北张家口市模拟)通过如图甲所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图乙分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B两种色光的说法正确的有()A．光通过的可能是缝板上的单缝B．A光的波长比B光的波长长C．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度D．A光比B光更容易发生明显的衍射现象答案BCD解析从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，A错误；由题图乙可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δy＝lλ可知，A光d的波长大于B光的波长，B正确；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，C正确；由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，D正确．4.(2023·江苏海安市检测)如图所示，a、b两束不同单色光相互平行，从平行玻璃砖PQ表面入射，从MN面出射时变为一束光c，则下列说法正确的是()A．a、b中有一束光在MN面发生了全发射B．在玻璃中a光传播速度大于b光的传播速度C．在同一个双缝干涉装置中，a光干涉条纹间距较大D．减小玻璃砖的厚度，光从MN面出射时变为两束平行光答案 D解析根据光路的可逆性原理可知，对于平行玻璃砖界面来说，能够射进玻璃砖的光线，在另一个界面绝对不会发生全反射，因此无论是a光线还是b光线，都不可能在MN面发生全反射现象，A错误；画出光路图如图甲所示，根据折射定律有sin i＝n a sin i a，sin i＝n b sin i b，由图可知i b > i a，则n b<n a，根据波速与折射率的关系有n＝c v，则v b > v a，B错误；由波长与折射率的关系可知λb > λa，根据干涉条纹间距公式Δy＝ldλ，则Δy b>Δy a，C错误；如图乙所示减小玻璃砖的厚度，下边界变为M′N′，则出射时变为两束平行光，D正确．5.(多选)(2023·福建永安市模拟)在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列说法正确的是()A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样B．干涉条纹的分布上疏下密C．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变D．若换用红光照射，则相邻亮条纹间距将变大答案BCD解析薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故A错误；由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，且上疏下密，故B正确；任意相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是波长一半且不变，故C正确；光波的干涉条纹间距公式为Δy＝ldλ，如果换成红光照射，则波长变长，相邻亮条纹间距变大，故D正确．6．(2021·湖北卷·5)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光．透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹．O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置．反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则()A ．λ1<λ2，M 是波长为λ1的光出射位置B ．λ1<λ2，N 是波长为λ1的光出射位置C ．λ1>λ2，M 是波长为λ1的光出射位置D ．λ1>λ2，N 是波长为λ1的光出射位置答案 D解析 由双缝干涉条纹间距公式Δy ＝λl d可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长相邻两亮条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知λ1>λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由题图可知从N 位置出射的光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越小的色光折射角越大，由于λ1>λ2，则n 1<n 2，所以N 是波长为λ1的光出射位置，故D 正确，A 、B 、C 错误．7．(多选)(2022·山东卷·10)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S 1、S 2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L .同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样．下列描述正确的是( )A ．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B ．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C ．照射两条狭缝时，增加L ，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D ．照射两条狭缝时，若光从狭缝S 1、S 2到屏上P 点的路程差为半波长的奇数倍，P 点处一定是暗条纹答案 ACD解析题图乙中间部分为等间距条纹，所以题图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；根据条纹间距公式有Δx＝Lλ，则照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，题图乙中相邻暗条纹的中心间距d增大，故C正确；照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确．8．(2023·辽宁省模拟)随着科技的发展，夜视技术越来越成熟．一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里“红外监控”“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚．为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是()A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一答案 C解析镀膜的目的是尽可能让红外线能够透射，而让红外线之外的光反射，从而使红外线图像更加清晰，故A、B错误；当红外线在薄膜前、后表面的反射光恰好干涉减弱时，反射光最弱，透射光最强，根据干涉相消的规律可知，此时红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差应为半波长的奇数倍，而为了尽可能增加光的透射程度，镀膜的厚度应该取最薄的值，即红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，D错误．9.(2023·福建龙岩市质检)如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是()A．条纹方向与AB边平行B．条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大C．减小薄片的厚度，条纹间距变小D．将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小答案 D解析薄膜干涉的光程差Δs＝2d(d为薄膜厚度)，厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，故A错误；因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误；减小薄片厚度，条纹间距将增大，故C错误；将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D正确．10．(2021·山东卷·7)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是()答案 D11.单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同．利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量．如图是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，激光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样．温度升高，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化．在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数．下列说法正确的是()A．使用激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹越宽B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹越窄C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大D．狭缝到光屏距离越大，其他实验条件相同，测得金属的线膨胀系数越大答案 C解析 对比双缝干涉相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系公式Δy ＝l dλ可得单缝衍射中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系为Δy 2＝l dλ，激光波长变短，其他条件不变，则中央亮条纹变窄，A 错误；相同实验条件下，金属的膨胀量越大，则单缝距离d 越小，中央亮条纹越宽，B 错误；相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明单缝的距离d 变化大，即金属膨胀量越大，C 正确；金属的线膨胀系数属于金属的特有属性，与实验装置无关，D 错误．12. (2023·福建省三明一中模拟)(1)肥皂膜在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是______现象；(2)要使光产生明显的衍射现象，条件是________；(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是________；(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P 和Q ，以光的传播方向为轴旋转偏振片P 或Q ，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________．答案 (1)干涉 光的色散 光的衍射 (2)障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 (4)光是一种横波解析 (1)肥皂膜表面可看到彩色条纹，是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉形成彩色条纹；而露珠在阳光下呈现的彩色，是光的色散现象；对于通过狭缝观察太阳也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度与光的波长相当甚至更小时，能发生明显的衍射现象；(2)光波发生明显的衍射现象的条件是为当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小；(3)当发生衍射时，光的波长越长，则衍射条纹越宽，中央亮纹两侧间的亮纹离中央亮纹越远，因此红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远；(4)纵波中质点是沿传播方向震动的，所以它可以通过偏振片，而横波中质点是沿与传播方向垂直的方向震动的，而且质点的平衡位置不变，当波传到纸板处，这里的质点无法震动，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象，表明光是一种横波．。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：用双缝干涉测量光的波长
实验十四 用双缝干涉测量光的波长 目标要求 1.掌握由Δy ＝l dλ测量光的波长的原理，并会测单色光波长.2.观察单色光的双缝干涉图样，掌握测量头测量条纹间距的方法．实验技能储备1．实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δy 与双缝间距d 、双缝到屏的距离l 、单色光波长λ之间满足λ＝d lΔy . 2．实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如图所示．②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度和角度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏．④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10 cm.⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(2)测量单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a 1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至第n 条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a n .③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l (d 是已知的)．④改变双缝间的距离d ，双缝到屏的距离l ，重复测量．3．数据分析(1)条纹间距Δy ＝a n －a 1n －1.(2)波长λ＝d l Δy . (3)计算多组数据，求λ的平均值．4．注意事项(1)安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．(3)调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行．考点一 教材原型实验例1 如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：(1)在光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②滤光片、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏(含测量头)．(2)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是________．A ．将光屏移近双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变小B ．将滤光片由蓝色的换成红色的，其他条件不变，干涉条纹间距变大C ．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变大D ．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变小E ．去掉滤光片，其他条件不变，干涉现象消失(3)在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹记为第1条亮条纹，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条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则此示数为________ mm ，由此可求得相邻亮条纹的间距Δy 为________ mm.(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4 m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ＝__________，求得所测红光波长为________ nm.答案 (1)单缝 双缝 (2)ABD(3)13.870 2.310 (4)Δyd l 660 解析 (1)由题图可知，③为单缝，④为双缝．(2)将光屏移近双缝，l 减小，则由Δy ＝l dλ可知，在其他条件不变时，干涉条纹间距变小，故A 正确；将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长λ变大，所以其他条件不变时，干涉条纹间距变大，故B 正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变时，干涉条纹间距不变，故C 错误；换一个两缝之间距离更大的双缝，则d 变大，在其他条件不变时，干涉条纹间距变小，故D 正确；去掉滤光片，其他条件不变，会形成彩色干涉条纹，故E 错误．(3)由题图乙可得读数为y 2＝13.5 mm ＋37.0×0.01 mm ＝13.870 mm ，由题图甲可得读数为y 1＝2 mm ＋32.0×0.01 mm ＝2.320 mm ，则相邻亮条纹的间距Δy ＝y 2－y 15＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm.(4)由Δy ＝l d λ可得λ＝d l Δy ，代入数据解得，波长为λ＝2.310×10－3×2.0×10－40.700m ＝6.6×10－7 m ＝660 nm.例2 (2023·福建漳州市模拟)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．(1)单缝宽度为h ，双缝间距为d ，双缝与屏距离为l ，当采取下列四组数据中的哪一组时，可能在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹________．(填正确答案字母)A ．h ＝10 mm ，d ＝0.2 mm ，l ＝10 cmB ．h ＝10 mm ，d ＝10 mm ，l ＝80 cmC ．h ＝1 mm ，d ＝0.2 mm ，l ＝80 cmD ．h ＝1 mm ，d ＝10 mm ，l ＝10 cm(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下波长的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)实际值．答案(1)C(2)4.943(4.942～4.944均可)(3)大于解析(1)光通过单缝后需形成线光源，因此h必须比较小；根据Δx＝ldλ，双缝与屏的距离l 越大，双缝间距d越小，干涉条纹间距越大，条纹越清晰，故选C.(2)手轮上分度值为0.01 mm，故读数为4.5 mm＋44.3×0.01 mm＝4.943 mm(3)条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值Δx实＝Δx测cos θθ为条纹与分划板中心刻线间的夹角，故Δx实<Δx测，由Δx＝l dλ得波长的测量值大于实际值．考点二探索创新实验例3洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置．如图所示，单色光从单缝S 射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹．单缝S通过平面镜成的像是S′.(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致．如果S被视为其中的一个缝，________相当于另一个“缝”．(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15 mm，单缝到光屏的距离D＝1.2 m，观测到第3条亮条纹中心到第12条亮条纹中心的间距为22.78 mm，则该单色光的波长λ＝________ m．(结果保留1位有效数字)(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离________．A ．将平面镜稍向上移动一些B ．将平面镜稍向右移动一些C ．将光屏稍向右移动一些D ．将光源由红色光改为绿色光答案 (1) S ′ (2)6×10－7 (3)AC解析 (1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致．如果S 被视为其中的一个缝，S ′相当于另一个“缝”．(2)第3条亮条纹中心到第12条亮条纹中心的间距为22.78 mm ，则相邻亮条纹间距为Δy ＝22.78×10－312－3m ≈2.53×10－3 m ，等效双缝间的距离为d ＝2h ＝0.30 mm ＝3.0×10－4 m ，根据双缝干涉条纹间距Δy ＝D d λ，则有λ＝d D Δy ＝3.0×10－4×2.53×10－31.2m ≈6×10－7 m. (3)根据双缝干涉条纹间距Δy ＝D dλ可知，仅增大D 、仅减小d 或仅增大波长λ都能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离，所以A 、C 正确． 课时精练1．(2021·浙江6月选考·17(2))如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置．实验中：(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________．(单选)A ．旋转测量头B ．增大单缝与双缝间的距离C ．调节拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________．(单选)A ．减小单缝与光源间的距离B ．减小单缝与双缝间的距离C ．增大透镜与单缝间的距离D ．增大双缝与测量头间的距离答案 (1)C (2)D解析(1)若粗调后看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行，要使条纹变得清晰，可尝试调节拨杆使单缝与双缝平行，故选C.(2)根据Δy＝ldλ，可知要增大条纹间距，可以增大双缝到光屏的距离l或减小双缝的间距d，故选D.2．(2023·福建莆田市模拟)某实验小组利用图(a)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，调节器材，在目镜中可以观测到干涉图样．(1)如图(a)所示，实验所需器材在光具座上依次排列，则A、B处分别是________、________(填“单缝”或“双缝”)．(2)在目镜中看到的干涉图样是图(b)中________(填“甲”或“乙”)．(3)移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮条纹的中心，记下此时手轮上读数x1；转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第6条亮条纹的中心，此时手轮上的读数为x2，如图(c)所示，则读数x2＝________mm；已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，则该单色光的波长λ＝________(用题目中给出的字母表示)．答案(1)单缝双缝(2)甲(3)1.700(x2－x1)d4L解析(1) 发生干涉的条件是相位差恒定且频率相同，所以组装仪器时，A处应固定单缝，产生相位差恒定的光；B处固定双缝，产生两列频率相同的光，从而可以在毛玻璃上形成稳定的干涉图样；(2) 干涉图样为明暗相间且等间距的条纹，故选甲；(3) 由题图(c)可知，固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为20.0×0.01 mm＝0.200 mm则螺旋测微器的示数为(1.5＋20.0×0.01) mm ＝1.700 mm ；根据双缝干涉条纹的间距公式有Δx ＝L d λ，得λ＝d L Δx ＝(x 2－x 1)d 4L. 3．寒假期间小明利用图甲所示的物品，测量了某型号刀片的厚度．实验过程如下：(1)点燃蜡烛，用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑；(2)并齐捏紧两片刀片，在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕；(3)如图乙所示，将激光光源和玻璃片固定在桌上，并将作为光屏的白纸固定在距离足够远的墙上．(4)打开激光光源，调整光源的高度并使激光沿水平方向射出，恰好能垂直入射在两划痕上．(5)观察白纸上的干涉条纹如图丙所示．用刻度尺测出a 、b 两点间的距离为________ cm ，则两相邻暗纹中心之间的距离Δy ＝________ cm.(6)测得玻璃片到光屏的距离L ＝3.00 m ，已知该红色激光的波长λ＝700 nm ，利用公式求出双划痕间距d ＝________ mm ，即为刀片厚度(结果保留两位有效数字)．答案 (5)10.50 2.1 (6)0.10解析 (5)用刻度尺测出a 、b 两点间的距离为10.50 cm ，两相邻暗纹中心之间的距离为Δy ＝10.505cm ＝2.1 cm. (6)刀片的厚度为Δy ＝L d λ，解得d ＝0.10 mm.。
备考2025届高考物理一轮复习讲义第十四章光学实验十八用双缝干涉实验测量光的波长
试验十八用双缝干涉试验测量光的波长新高考光学作为必考后，光的干涉试验起先作为选择题出现，2024年中江苏T6也考查了该试验，试验一般只有2个题，因此在试验中会轮番考查，也可能在选择题中考查.预料2025年高考中，选择题和试验题均有可能考查.1.试验目的（1）了解光产生稳定干涉现象的条件；（2）视察白光及单色光的双缝干涉图样；（3）驾驭用测量头测量条纹间距的方法；（4）测量单色光的波长.2.试验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（暗）条纹间距Δx与Δx.双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满意λ＝[1]dl3.试验器材双缝干涉仪（光具座、单缝片、双缝片、滤光片、遮光筒、光屏、光源、测量头）、电源、导线、刻度尺.4.试验步骤（1）器材的安装与调整：①先将光源、遮光筒依次放于光具座上，如图甲所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的[2]轴线把屏照亮.图甲②将单缝和双缝安装在光具座上，使光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并留意使双缝与单缝[3]相互平行.在遮光筒有光屏一端安装测量头，如图乙所示，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏[4]中心.图乙（2）视察：①调单缝与双缝间距，视察白光的干涉条纹.②在单缝和光源之间放上滤光片，视察单色光的干涉条纹.（3）测量：调整测量头，使分划板中心对齐第1条亮条纹中心，读数为x1，转动手轮，使分划板中心对齐第n条亮纹中心，读数为x2，则相邻亮条纹间距Δx＝[5]｜x2－x1｜.n－15.数据分析|.（1）条纹间距Δx＝|x2－x1n－1Δx.（2）波长λ＝[6]dl（3）计算多组数据，求λ的[7]平均值.6.留意事项（1）调整双缝干涉仪时，要留意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮.（2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的[8]轴线上.（3）调整测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，登记此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，登记此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离.（4）不要干脆测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差.（5）视察到白光的干涉条纹是彩色条纹，其中[9]白色在中心，[10]红色在最外层.7.误差分析（1）双缝到光屏的距离l的测量存在误差.（2）测条纹间距Δx带来的误差：①干涉条纹没有调整到最清楚的程度.②分划板中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条纹中心.③测量多条亮条纹间的距离时读数不精确，此间距中的条纹数未数清.研透高考明确方向命题点1教材基础试验1.[2024辽宁省试验中学校考]某试验小组利用如图甲所示装置测量某单色光的波长.图甲（1）该试验小组以线状白炽灯为光源，对试验装置进行调整，视察试验现象后总结出以下几点，其中正确的是DA.干涉条纹与双缝垂直B.若运用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变小C.若想增加从目镜中视察到的条纹个数，应将屏向远离双缝方向移动D.若视察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致（2）该试验小组调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的读数x1＝1.515mm（如图乙所示），接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，并读出对应的读数x2＝11.550mm；（3）若试验小组所用装置的双缝间距为d＝0.2mm，双缝到屏的距离为L＝70cm，则所测光的波长λ＝573nm.（保留3位有效数字）解析（1）依据双缝干涉原理，可知干涉条纹与双缝平行，A错误；依据干涉条纹间距公式Δx＝Ldλ可知，若运用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变大，B错误；若想增加从目镜中视察到的条纹个数，应减小条纹间距，依据公式Δx＝Ldλ知应将屏向靠近双缝方向移动，C错误；若视察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致，D正确.（2）依据螺旋测微器的固定刻度和可动刻度可知手轮上的读数为1.5mm＋0.01×1.5mm＝1.515mm.（3）依据题意可知相邻条纹间距为Δx＝x2－x15＝11.550－1.5155mm＝2.007mm，由相邻条纹间距公式Δx＝Ld λ可得所测光的波长为λ＝ΔxLd＝2.007700×0.2mm＝573nm.命题点2创新设计试验2.[2024海口模拟]某试验小组运用图甲的装置测量某红色激光的波长.用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度d＝0.2mm.激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x＝65.0mm.通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L＝2.0m，已知λd ＝ΔxL（Δx为相邻两条亮纹间的距离）由此则可以计算该激光的波长λ＝ 6.50×10－7m.假如用紫色激光重新试验，相邻亮纹间距会变小（填“变大”“变小”或“不变”）.解析刻度尺的最小刻度值为1mm，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为9.00cm－2.50cm＝6.50cm＝65.0mm.相邻两条亮纹间的距离Δx＝x B－x A10＝65.010mm＝6.50mm，由λd＝ΔxL可得λ＝ΔxdL ＝6.50×10－3×0.2×10－32.0m＝6.50×10－7m.假如用紫色激光重新试验，由于紫色激光的波长较小，由λd ＝ΔxL可知，d、L不变，则相邻亮纹间距会变小.。
高考物理一轮高效演练实验21用双缝干涉测光的波长
第十二章实验211．(多选)做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，一同学在光屏上隐约看到亮光，根本无法看见明暗相间的条纹，其原因可能是()A．光源的高度不合适B．没有放入滤光片C．单缝和双缝不平行D．单缝和双缝的前后位置放反了ACD[安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝在前，双缝在后，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．综上可知，A、C、D正确．] 2．(2015·全国卷Ⅰ·34(1))在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1，与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(填“>”、“＝”或“<”)．若实验中红光的波长为630 nm，m，mm，则双缝之间的距离为________mm.解析根据公式Δx＝ldλ，红光波长大于绿光波长，因此Δx1>Δx2.根据题意，条纹间距Δx＝6－1mm，所以d＝lλΔx×10－4mm.答案>mm3．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，要把它们放在如图甲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最佳顺序应为C、________、A．(1)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理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用米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)测量数条亮条纹间的距离．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条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数为________mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为________mm.(4)已知双缝间距d×10－4m，测得双缝到屏的距离l m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.解析 (1)通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故最佳顺序为E 、D 、B ．(2)单缝和双缝间距为5～10 cm ，使单缝与双缝相互平行．(3) × mm ，所以Δx ＝6－1mm. (4)根据Δx ＝l d λ，得λ＝d lΔx ，代入数据得λ＝660 nm. 答案 (1)E 、D 、B (2)见解析 (3) (4)d l Δx 660。
2025年高考物理一轮总复习(提升版)实验十七用双缝干涉测量光的波长
（2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的
轴线上。
（3）调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，
记下此时手轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另
一亮条纹的中心对齐，记下此时手轮上的读数，两次读数之
差就表示这两条亮条纹间的距离。
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高中总复习·物理(提升版)
（4）不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样
射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即半
波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是
暗条
纹 （选填“亮条纹”或“暗条纹”）；
解析：根据题意可知，把光屏移动到和平面镜接触，入射
角接近90°，光线经过平面镜反射后将会有半波损失，因此接触
点P处是暗条纹。
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正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所
示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出。
目录
高中总复习·物理(提升版)
（1）分划板在图中A、B位置时由游标卡尺读数求得相邻两条纹间距
Δx＝
0.75 mm。
解析：10分度游标卡尺的精确度为0.1 mm，由题图可知xA
条亮条纹中央时读数为a1，在第n条亮条纹中央时读数为a2，
2 −1
则Δx＝
。
−1
（2）根据条纹间距与波长的关系Δx＝
λ，得λ＝ Δx，其中d为双
缝间距，l为双缝到光屏的距离。
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2. 误差分析
（1）双缝到光屏的距离l的测量存在误差。
高考物理实验【用双缝干涉测量光的波长】一轮复习
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(2)本实验的实验步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理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用米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________．
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C 实验 基础 落实
一、基本实验要求 1．实验目的 (1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件． (2)观察白光和单色光的双缝干涉图样． (3)测定单色光的波长．
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2．实验原理 单色光通过单缝后，再经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间 的距离 Δx 与双缝间的距离 d、双缝到屏的距离 l、单色光的波长 λ 之间满足 Δx＝dl λ. 3．实验器材 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组 成)，另外还有学生电源、导线、刻度尺．
(4)在该实验中，若所用激光的波长为 5.300×10－7 m，屏上 P 点距双缝 S1 和 S2 的路 程差为 1.855×10－6 m，则在这里出现的应是________(填“亮条纹”或“暗条纹”)
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解析：(1)由 Δx＝dl λ 可知双缝间隙 d 越小，屏上明暗相间的条纹间距 Δx 越大． (2)由 Δx＝dl λ 可知，光屏到缝的距离 l 越大，明暗相间的条纹间距 Δx 越大． (3)由 Δx＝dl λ 可知，因蓝色光的波长比红色光的波长小，故用蓝色光做实验时的条 纹间距比用红色光做实验时小． (4)屏上 P 点距双缝 S1 和 S2 的路程差为所用激光的波长的 3.5 倍，所以 P 点应出现 暗条纹． 答案：(1)越大 (2)越大 (3)小 (4)暗条纹
实验十三用双缝干涉测量光的波长—2021届高考物理一轮复习检测
实验十三用双缝干涉测量光的波长1．在观察光的双缝干涉现象的实验中：(1)将激光束照在如图6乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图甲中的________．图6(2)换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将________(以上均选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．解析(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确；(2)根据Δy＝Ldλ知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到屏的距离L减小时，条纹间距变窄．答案(1)A(2)变宽变窄2．在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图7所示的方法，让激光束通过自制的双缝．图7(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(选填“大”或“小”)．解析 (1)由Δy ＝L dλ可知d 越小，Δy 越大． (2)由Δy ＝L dλ可知，L 越大，Δy 越大． (3)由Δy ＝L dλ可知，因蓝色光的波长比红色光的波长小，故用蓝色光做实验时的条纹间距比用红色光做实验时小．答案 (1)越大 (2)越大 (3)小3．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图8所示)：图8①下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A ．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B ．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C ．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a ，求出相邻两条亮纹间距Δy ＝a /(n －1)②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图9所示，其示数为________mm.图9解析 ①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播，故A错误．因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹中心之间的距离，故B正确．微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差，故C正确．答案为A.②手轮上固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为47.0×0.01 mm，故测量结果为1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.答案①A②1.9704．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏的距离l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图10所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：图10(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为y A＝________mm，y B＝________mm，相邻两条纹间距Δy＝________mm.(2)波长的表达式λ＝________(用Δy、l、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”)．解析(1)y A＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1 mmy B＝15 mm＋6×0.1 mm＝15.6 mmΔy＝y B－y A6＝15.6－11.16mm＝0.75 mm(2)由Δy＝ldλ得λ＝dlΔy代入数据，得λ＝0.4×10－30.5×0.75×10－3m＝6.0×10－7m(3)由v＝λf知频率高的单色光波长小，所以根据Δy＝ldλ判断出干涉条纹间距将变小．答案(1)11.115.60.75(2)dlΔy 6.0×10－7(3)变小。
第十四章 第3课时 实验十八：用双缝干涉测量光的波长-2025年高中物理大一轮复习
第3课时实验十七：测量玻璃的折射率实验十八：用双缝干涉测量光的波长目标要求 1.掌握测量折射率的原理及方法。
2.掌握由Δx＝ldλ测量光的波长的原理，并会测单色光波长。
3.观察单色光的双缝干涉图样，掌握测量头测量条纹间距的方法。
考点一实验：测量玻璃的折射率1．实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，求出折射角θ2，再根据n＝________________或n＝________计算出玻璃的折射率。
2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺(刻度尺)、铅笔。
3．实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上。
(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′。
(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两个大头针。
(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′。
(5)眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1被P 2挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住____________________________，再插上P 4，使P 4挡住________________________________。
(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得到线段OO ′。
(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
(8)改变入射角，重复实验。
4．数据分析(1)计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
算出不同入射角时的n ＝________________，并取平均值。
(2)图像法改变入射角θ1，测出对应的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2的图像，由n ＝sin θ1sin θ2可知图像应是过原点的直线，如图所示，其________为折射率。
适用于新高考新教材备战2025届高考物理一轮总复习第14章光学电磁波相对论第4讲实验用双缝干涉实验测
第4讲实验:用双缝干涉实验测光的波长1.(2023江苏四地统考二模)对于以下的光学现象说法正确的是()A.图甲是双缝干涉示意图,若只增大两个狭缝S1、S2间的距离d,相邻亮条纹间距离Δx将增大B.图乙是单色光单缝衍射实验现象,若在狭缝宽度相同情况下,图乙中上面图对应光的波长较短C.图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D.图丁中的P、Q是偏振片,当P固定不动,缓慢转动Q时,光屏上的光亮度将一明一暗交替变化,此现象表明光波是纵波2.(2021浙江卷)“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置如图所示。
实验中:(1)观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是。
A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大观察到的条纹间距,正确的做法是。
A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双缝与测量头间的距离3.(2024浙江模拟)某同学在实验室用黄光做“双缝干涉测量光的波长”实验的器材如图甲所示,观察到如图乙所示的干涉条纹,图乙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度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条纹C.该干涉条纹虽然倾斜,但测得的波长值仍正确D.若需得到竖直的条纹与分划板刻度线平行只需逆时针转动测量头即可4.某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。
用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板,双缝间的宽度d=0.2 mm。
激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺读出A、B=两亮纹间的距离x= mm。
通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0 m,已知λdΔx(Δx为相邻两条亮纹间的距离),由此则可以计算该激光的波长λ= m。
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高考物理一轮复习学案：光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象一、知识点梳理1、光的干涉现象：频率相同，振动方向一致，相差恒定（步调差恒定）的两束光，在相遇的区域出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。
（1）产生干涉的条件：①若S 1、S 2光振动情况完全相同，则符合 ，（n =0、1、2、3…）时，出现亮条纹；②若符合，（(n=0，1，2，3…)时， 出现暗条纹。
相邻亮条纹（或相邻暗条纹）之间的中央间距为。
（2）熟悉条纹特点中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。
2． 用双缝干涉测量光的波长原理：两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是Δx ＝l λ/d测波长为：λ＝d ·Δx /l（1）观察双缝干涉图样：只改变缝宽，用不同的色光来做，改变屏与缝的间距看条纹间距的变化单色光：形成明暗相间的条纹。
白光：中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。
这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的，而不同色光的波长不同，在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，光波的波长越长，各条纹之间的距离越大，条纹间距与光波的波长成正比。
各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹，故各色光重合为白色。
（2）测定单色光的波长：双缝间距是已知的，测屏到双缝的距离，测相邻两条亮纹间的距离，测出个亮纹间的距离，则两个相邻亮条纹间距：3．光的色散：不同的颜色的光，波长不同在双缝干涉实验中，各种颜色的光都会发生干涉现象，用不同色光做实验，条纹间距是不同的，说明：不同颜色的光，波长不同。
含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。
各种色光按其波长的有序排列就是光谱。
从红光→紫光，光波的波长逐渐变小。
图16-1-14．薄膜干涉中的色散现象如图：把这层液膜当做一个平面镜，用它观察灯焰的像：是液膜前后两个反射的光形成的，与双缝干涉的情况相同，在膜上不同位置，来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光，所走的路程差不同。
在某些位置叠加后加强，出现了亮纹，在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现了暗纹。
注意：关于薄膜干涉要弄清的几个问题：（1）是哪两列光波发生干涉；（2）应该从哪个方向去观察干涉图样；（3）条纹会向哪个方向侧移5．应用（1）照相机、望远镜的镜头表面的增透膜。
（2）检查工件表面是否平整。
6．光的衍射现象光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。
产生明显衍射的条件：障碍物或孔（缝）的尺寸与波长可比（相差不多）或更小。
单色光单缝衍射图象特点：中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。
应用：用衍射光栅测定光波波长。
二、精选例题：【例１】（1997年高考全国卷）在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（C）A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮【例2】（如图所示）.单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是 （A ）【例3】如图（a ）所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，滤光片的作用是_____，单缝的作用是_______________，双缝的作用是______________，单缝和双缝之间的方向关系是_______________．某同学在做该实验时，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3所示，第二次分划板中心刻度对齐B 条纹中心时（图2），游标卡尺的示数如图4所示，已知双缝间距为0.5mm ，从双缝到屏的距离为1m ，则图3中游标卡尺的示数为__________mm ．图4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______________，所测单色光的波长为___________m ．答案：获得单色光，产生线光源，产生相干光源，平行，11.5mm ，16.7mm ，减小实验误差，6.5×10－7．【例4】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图16-1-4所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气膜，当光垂直入射后，从上往下看的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：（１）任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等（２）任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定；现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹：（ A ）Ａ．变疏Ｂ．变密 Ｃ．不变 Ｄ．消失【例5是用普通光源加滤光片产生的。
检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反向的光叠加而成的（ C ）A ．a 的上表面、b 的下表面B ．a 的上表面、b 的上表面C ．a 的下表面、b 的上表面D.a 的下表面、b 的下表面D. 图乙 图a【例6】现代光学装置中的透镜，棱镜的表面常涂上一层薄膜（一般用氟化镁），当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时，可以大大减少入射光的反射损失，从而增强透射光的强度，这种作用是应用了光的（C ）A ．色散现象B ．全反射现象C ．干涉现象D ．衍射现象（ 举一反三）、登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。
有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。
他选用的薄膜材料的折射率为n =1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz ，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？【例7】（2001年全国高考）在如图中所示,A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而成成的的图像，其中图A 是光的 衍射（填干涉或衍射）图像，由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径 小于 （填大于或小于）图B 所对应的圆孔的孔径。
【例8】在双缝干涉实验中，如果将双缝中的一条挡住，其它都不改变，那么在光屏上观察到的现象将是 （答案C ）A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是亮纹的亮度变暗了B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是由于挡住一条缝，所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹，另一半区域内将没有干涉条纹C.仍然有明暗相间的条纹，只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了D.由于只有单缝，不能形成相干光源，所以不会发生光的干涉现象，光屏上将没有任何条纹出现【例9】.如右图所示，L 为水平放置的点亮的8w 日光灯，T 为一藤椅的竖直靠背，横藤条与日光灯管平行，竖藤条相互垂交织，它们之间是透空方格，P 是与藤条靠背平行的白屏。
现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处(图中右方)平移，从屏上将依次看到( 答案C)图BA.横藤条的影，横竖藤条的影B.竖藤条的影，横竖藤条的影C.横竖藤条的影，竖藤条的影，没有藤条的影D.横竖藤条的影，横藤条的影，没有藤条的影三、过关测试1．如图所示是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是( )①单缝S的作用是为了增加光的强度.②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源.③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5 倍时,产生第二条暗条纹。
④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时,产生中央亮条纹.A.①B.①②C.②④D.②③2.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差△x=0.6,若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是( )A.用频率为f1的单色光照射时,出现明条纹.B.用频率为f2的单色光照射时,出现明条纹.C.用频率为f1的单色光照射时,出现暗条纹.D.用频率为f2的单色光照射时,出现暗条纹.3．关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是( )A.用同一种单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹.B.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍.C.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍.D.用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍.4．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮D AD ABD C A C AC A BD AC B D B A 5．如图所示，一束白光从左侧射人肥皂薄膜，下列说法中正确的是（）①人从右侧向左看，可看到彩色条纹②人从左侧向右看，可看到彩色条纹③彩色条纹水平排列④彩色条纹竖直排列A．②③B．①②④C．②④D．①③6．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。
下列说法中正确的有（）A．如果增大单缝到双缝间的距离，Δx将增大B．如果增大双缝之间的距离，Δx将增大C．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大7．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（）A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的8．在一发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏，在圆屏从较大调到完全闭合的过程中，在屏上看到的现象是：（）Ａ．先是圆形亮区，再是圆形亮环，最后完全黑暗Ｂ．先是圆形亮区，最后完全黑暗Ｃ．先是圆形亮环，最后完全黑暗Ｄ．先是圆形亮环，再是圆形亮区，最后完全黑暗9．关于光学装置上的增透膜，下列说法中错误的是：（）Ａ．照相机的镜头上涂增透膜后，可提高成像质量Ｂ．光学镜头上涂增透膜，是为了使入射光的各种色光都不发生反射Ｃ．增透膜的厚度应是入射光在介质中波长的四分之一Ｄ．涂有增透膜的镜头，看上去呈淡紫色，说明增透膜增加了镜头对紫光的透射程度10.在光的双缝干涉实验中，如果只改变一个条件，以下说法中正确的是：（）Ａ．使双缝间距变小，则条纹间距变宽Ｂ．使屏与双缝距离变小，则条纹间距变宽Ｃ．将入射光由绿光改为红光，则条纹间距变宽Ｄ．将入射光由绿光改为紫光，则条纹间距变宽11．如图所示的双缝干涉实验装置中，当使用波长为的橙光做实验时，光屏中心点Ｐ点及其上方的P１点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为的紫光重复上述实验，在Ｐ和P1点形成的亮、暗纹情况是（）Ａ．Ｐ和P1都是亮纹Ｂ．Ｐ是亮纹，P1是暗纹Ｃ．Ｐ是暗纹，P1是亮纹Ｄ．Ｐ和P1都是暗纹12．下面哪些属于光的干涉现象：（）Ａ．雨后美丽的彩虹Ｂ．对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹Ｃ．光通过三棱镜产生的彩色条纹Ｄ．阳光下肥皂膜上的彩色条纹13．关于光的衍射现象，以下说法中正确的是：（）Ａ．缝的宽度越小，衍射图案越亮Ｂ．缝的宽度越小，衍射现象越明显Ｃ．缝的宽度越小，光的传播路线越接近直线Ｄ．入射光的波长越短，衍射现象越明显14．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。