第65讲用双缝干涉实验测量光的波长（讲义）（原卷版）

第65讲用双缝干涉实验测量光的波长目录复习目标网络构建考点一教材原型实验【夯基·必备基础知识梳理】知识点实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析【提升·必考题型归纳】考向1实验原理与操作考向2数据处理与误差分析考点二创新实验方案【夯基·必备基础知识梳理】知识点实验器材的创新【提升·必考题型归纳】考向实验器材的创新真题感悟理解和掌握用双缝干涉实验测量光的波长实验原理，并会做出必要的误差分析。2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。考点要求考题统计考情分析用双缝干涉实验测量光的波长2022年海南卷第12题2021年6月浙江卷第18题各地高考对用双缝干涉实验测量光的波长这个实验的考查近几年频度不是太高，即使考查难度也不大。考点一教材原型实验知识点实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析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Δx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＝eq\f(d,l)Δx。2．实验过程(1)观察双缝干涉图样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5～10cm。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，记下此时手轮上的读数a1，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另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数an，将该条纹记为第n条亮条纹。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．数据处理(1)条纹间距Δx＝eq\f(an－a1,n－1)。(2)波长λ＝eq\f(d,l)Δx。(3)计算多组数据，求λ的平均值。4．注意事项(1)安装时，要保证光源、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：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。考向1实验原理与操作1．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，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）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，则：

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。②该单色光的波长m。2．某同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。

（1）图甲中的a、b、c分别是A．单缝、滤光片、双缝B．滤光片、单缝、双缝C．单缝、双缝、滤光片（2）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为（填“A”或“B”）。（3）下列说法正确的是。A．若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小D．若去掉滤光片，则干涉现象消失（4）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离，双缝与屏之间的距离，通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.645mm，转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，观察第6条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为mm，由此求得红光的波长为m（计算结果保留三位有效数字）。

考向2数据处理与误差分析3．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝到光屏间的距离，双缝间距，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）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位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺如图所示，则其读数为mm，相邻两条纹间距mm，该单色光的波长m。

（3）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的条纹与分划板竖线不平行（如上图所示），则波长的测量结果。A．偏大

B．偏小

C．无影响4．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，（1）在观察白光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E等光学元件，如图甲所示将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、、、、A。

（2）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节()A．仅左右转动透镜

B．仅旋转单缝

C．仅旋转双缝

D．仅旋转测量头（3）实验中，用测量头得到某次条纹读数为x=1.310mm，则此测量数据是选用了测量头（选填“丙”或“丁”）测量得到的。（4）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其它条件不变情况下，以下做法合适的是()A．增大单缝与双缝间距

B．增大双缝与毛玻璃屏间距C．增大两双缝间距离

D．增强光源亮度考点二创新实验方案知识点实验器材的创新考向实验器材的创新1．小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验，（1）其中部分器材如下：A．白炽灯

B．凸透镜C．单缝片

D．滤光片E.测量头

F.双缝片将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是（填字母）：A、B、、、F、E。（2）某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是。A．增加光源的功率B．将毛玻璃换成透明玻璃C．调节测量头的位置（3）下列图示中条纹间距表示正确的是。

（4）如图所示是小沈同学改为参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中。

A．单缝与双缝的间距一定较大B．光强度较小C．光源到双缝的距离较大D．双缝到光传感器的距离可能较小2．（1）某同学利用图（甲）所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。①某次实验时，在电脑屏幕上得到图（乙）所示的两种光a、b的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是（选填“单缝”或“双缝”）。由该图像两条曲线的特征可知（填选项）。A．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量小B．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小C．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光D．分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能②当做干涉现象研究时，选用间距较大的双缝相比于间距较小的双缝，在光屏上可观察到的条纹个数（选填“