2024高考物理一轮复习第65讲用双缝干涉实验测量光的波长(练习)(学生版+解析)

第65讲用双缝干涉实验测量光的波长（模拟精练+真题演练）1．（2024·浙江·模拟预测）在完成“用双缝干涉实验测量光的波长”实验时，（1）实验中需测定的相邻条纹间距x指图中的

（2）实验中，目镜中心刻度线对齐第n条条纹中心和第（n+10）条条纹中心时，游标卡尺的示数分别如图1和图2所示，图1中游标卡尺的读数为mm。已知双缝间距d=0.4mm，双缝到屏的距离L=1.0m，所测单色光的波长为nm，

2．（2023·广东梅州·统考二模）如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。

（1）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺游标尺为20分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数如图丙所示，此示数为mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A、B条纹间的距离。则经滤光片射向双缝的色光的波长（用题目中所给字母写出表达式），利用上述测量结果，经计算可得波长m（保留两位有效数字）。

（2）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，若他对实验装置进行了调整后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是A．仅增加光源与滤光片间的距离B．仅增加单缝与双缝间的距离C．仅将单缝与双缝的位置互换D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片3．（2023春·浙江杭州·高二杭师大附中校考期中）某物理兴趣小组根据激光相干性好、亮度高的特点，利用双缝干涉实验原理测量某绿色激光的波长。其实验装置如甲图所示，刻有双缝的黑色纸板和激光笔一起同轴地固定在光具座上，激光经过双缝后投射到光屏表面的条纹如图乙所示，已知双缝间的宽度，双缝到投影屏间的距离。（1）使用刻度尺可以读出A、B两亮纹间的距离mm，则相邻亮条纹的条纹间距mm。由双缝干涉条纹间距公式可计算出该绿色激光的波长m；（小数点后均保留一位有效数字）（2）如果用红色激光重新实验，相邻亮纹间距将会（填“增大”、“减小”或“不变”）。4．（2023·湖南·校联考模拟预测）洛埃德（H。I。loyd）在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置，如图所示，从单缝S发出的光，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，现用红光做实验，已知单缝S到平面镜的垂直距离为h，单缝到光屏的距离为D。观测到第3个亮条纹到第7个亮条纹的中心间距为Δy，则红光的波长表达式为λ=（用涉及到的物理量的符号表示，不需要考虑单位换算）。（2）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称作半波损失，即相当于产生了半波长的路程差，图中平面镜与单缝的水平距离较大，设平面镜向右的延长线与光屏的交点为P，则P处是（填“亮条纹”或“暗条纹”）；（3）改用蓝光做实验，会发现光屏上干涉条纹的间距比用红光做实验时较（填“大”或“小”）5．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，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。然后，接通电源使光源正常工作。（1）如图为拨杆，请问它是按照下列哪种方式安装和操作的；A．拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝B．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝C．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝（2）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，如图所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距△x时，最终波长测量值实际值（填“大于”“小于”或“等于”）。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是。A．仅转动透镜B．仅转动双缝C．仅转动手轮D．仅转动测量头（3）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．使用间距更小的双缝D．转动手轮（4）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，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=。6．（2023·浙江金华·统考二模）（1）小萌同学正在用双缝干涉实验仪测量光的波长，在光具座上正确安装好仪器后，他在测量端观察的同时，不断调节仪器的A部件（如照片所示），这样做的目的是（填选项）A．使各部件的中心在同一直线上B．使单缝与双缝相互平行C．使观察到的图样呈现在视野中央（2）若该同学分别用间距和的双缝来完成实验，你认为在测量头内观察到单色光的干涉条纹是和（填选项），其中对应双缝间距的是（填选项）；（3）某同学使用间距为0.20mm的双缝进行实验，调节双缝与屏之间的距离至100.00cm，当十字叉丝与第k个亮条纹中心重合时，测量头刻度如图甲所示（已加箭头标注），对应的读数为当十字叉丝与第个亮条纹中心重合时，测量头刻度如图乙所示（已加箭头标注），对应的读数为单色光的波长为m（结果保留三位有效数字）7．（2023秋·吉林长春·高三长春外国语学校校考开学考试）在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图所示

（1）双缝、光屏、单缝，依次是图中的（填图中的字母）。

（2）①图是实验得到的红光双缝干涉图样照片，根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距（填“相等”或“不相等”）。（3）在某次测量中，观察分划板中心线与乙图亮条纹中心对齐时的情形，如图②所示。然后转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的。（4）已知单缝与光屏间距，双缝与光屏的间距，单缝与双缝间距为，双缝间距，图①中分划板中心线与亮条纹中心对齐时手轮读数为，与亮条纹中心对齐时手轮读数为，则实验测得该光的波长的表达式为。8．（2023秋·浙江·高三校联考开学考试）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图1所示，A、B、C分别为拨杆上的三个位置。①下列关于拨杆的功能、安装及操作的说法中，正确的是。A．用手拨动拨杆可使单缝与双缝平行，从而使干涉图样更清晰B．拨杆A端插入单缝上的卡口中，用手左右拨动拨杆的C端使B处左右移动，并带动B处小孔中套入的支柱C．拨杆B处小孔套入双缝所在处的支柱，用手左右拨动拨杆的C端使A端左右移动，并带动单缝上的卡口D．拨杆B处小孔套入双缝所在处的支柱，用手上下拨动拨杆的C端使A端上下移动，并带动单缝上的卡口②已知双缝间距为0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹间距：先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2.10mm，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，如图2所示，此时手轮上的读数为mm，根据以上实验，测得这种光的波长为m（保留2位有效数字）。9．（2023·广东·高三统考开学考试）某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。（1）为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为（填“单缝”或“双缝”），C为（填“单缝”或“双缝”）。（2）在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝（填“垂直”或“平行”），从而使条纹变得清晰。②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。（3）下列图示中条纹间距表示正确的是（填正确答案标号）。A．B．C．D．（4）在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式=。10．（2023·北京海淀·高三北京育英中学校考开学考试）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题：（1）图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是（填“甲”或“乙”）。（2）将下表中的光学元件放在图所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，从左至右，表示各光学元件的排列顺序应为；（填写元件代号）（3）已知该装置中双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离l＝0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图（a）所示，分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图（b）所示，则其示数为mm；在B位置时游标卡尺如图（c）所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为m（保留2位有效数字）。11．（2021·浙江·高考真题）图示是“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

第65讲用双缝干涉实验测量光的波长（模拟精练+真题演练）1．（2024·浙江·模拟预测）在完成“用双缝干涉实验测量光的波长”实验时，（1）实验中需测定的相邻条纹间距x指图中的

（2）实验中，目镜中心刻度线对齐第n条条纹中心和第（n+10）条条纹中心时，游标卡尺的示数分别如图1和图2所示，图1中游标卡尺的读数为mm。已知双缝间距d=0.4mm，双缝到屏的距离L=1.0m，所测单色光的波长为nm，

【答案】C【详解】（1）[1]实验需测量的是相邻条纹间距指的是相邻亮条纹中心间的距离。故选C。（2）[2]图1中游标卡尺的读数为[2]图2中游标卡尺的读数为根据公式可知2．（2023·广东梅州·统考二模）如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。

（1）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺游标尺为20分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数如图丙所示，此示数为mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A、B条纹间的距离。则经滤光片射向双缝的色光的波长（用题目中所给字母写出表达式），利用上述测量结果，经计算可得波长m（保留两位有效数字）。

（2）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，若他对实验装置进行了调整后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是A．仅增加光源与滤光片间的距离B．仅增加单缝与双缝间的距离C．仅将单缝与双缝的位置互换D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片【答案】D【详解】（1）[1]图丙中游标卡尺的最小分度值为0.05mm，主尺示数为0，游标尺的第7刻度线与主尺刻度线对齐，则示数为[2][3]A、B条纹间的距离为5倍相邻亮（暗）条纹间的距离，故根据相邻亮（暗）条纹间的间距公式有解得代入数据可得（2）[4]该同学对实验装置调节后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知相邻条纹间的宽度减小，由公式可知，该调节可能是更换波长更短的光做实验，即将红色滤光片换成绿色滤光片，其他调节都达不到该实验效果。故选D。3．（2023春·浙江杭州·高二杭师大附中校考期中）某物理兴趣小组根据激光相干性好、亮度高的特点，利用双缝干涉实验原理测量某绿色激光的波长。其实验装置如甲图所示，刻有双缝的黑色纸板和激光笔一起同轴地固定在光具座上，激光经过双缝后投射到光屏表面的条纹如图乙所示，已知双缝间的宽度，双缝到投影屏间的距离。（1）使用刻度尺可以读出A、B两亮纹间的距离mm，则相邻亮条纹的条纹间距mm。由双缝干涉条纹间距公式可计算出该绿色激光的波长m；（小数点后均保留一位有效数字）（2）如果用红色激光重新实验，相邻亮纹间距将会（填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】54.05.4增大【详解】（1）[1]刻度尺的分度值为1mm，需要估读到分度值下一位，所以A、B两亮纹间的距离[2]相邻亮条纹的条纹间距[3]根据可得代入数据可得（2）[4]根据可知光的波长越长，条纹间距越大，如果用红色激光重新实验，红光波长比绿光波长长，相邻亮纹间距将会增大。4．（2023·湖南·校联考模拟预测）洛埃德（H。I。loyd）在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置，如图所示，从单缝S发出的光，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，现用红光做实验，已知单缝S到平面镜的垂直距离为h，单缝到光屏的距离为D。观测到第3个亮条纹到第7个亮条纹的中心间距为Δy，则红光的波长表达式为λ=（用涉及到的物理量的符号表示，不需要考虑单位换算）。（2）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称作半波损失，即相当于产生了半波长的路程差，图中平面镜与单缝的水平距离较大，设平面镜向右的延长线与光屏的交点为P，则P处是（填“亮条纹”或“暗条纹”）；（3）改用蓝光做实验，会发现光屏上干涉条纹的间距比用红光做实验时较（填“大”或“小”）【答案】暗条纹小【详解】（1）[1]根据图可知，如果S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S＇相当于另一个“缝”，缝的宽度为2h，条纹的间距为，根据解得（2）[2]根据题意可知，因为会有半波损失，因此P处是暗条纹；（3）[3]由可知，蓝光波长小，干涉条纹的间距较小。5．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，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。然后，接通电源使光源正常工作。（1）如图为拨杆，请问它是按照下列哪种方式安装和操作的；A．拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝B．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝C．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝（2）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，如图所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距△x时，最终波长测量值实际值（填“大于”“小于”或“等于”）。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是。A．仅转动透镜B．仅转动双缝C．仅转动手轮D．仅转动测量头（3）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．使用间距更小的双缝D．转动手轮（4）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，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=。【答案】B大于DB【详解】（1）[1]亮条纹与分划板中心刻线不平行时，需使单缝与双缝相互平行，转动测量头，将图中的分划板调到竖直方向并与干涉条纹平行，故AC错误，B正确。故选B。（2）[2]作图如下三角形中斜边最长，故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，干涉条纹的间距的测量值偏大，所以最终波长测量值大于实际值。[3]发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头，故ABC错误，D正确。（3）[4]要想增加从目镜中观察到的条纹个数，则应减小干涉条纹间距，根据双缝干涉条纹间距公式可知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。（4）[5]根据题意可知单个条纹间距为根据可得6．（2023·浙江金华·统考二模）（1）小萌同学正在用双缝干涉实验仪测量光的波长，在光具座上正确安装好仪器后，他在测量端观察的同时，不断调节仪器的A部件（如照片所示），这样做的目的是（填选项）A．使各部件的中心在同一直线上B．使单缝与双缝相互平行C．使观察到的图样呈现在视野中央（2）若该同学分别用间距和的双缝来完成实验，你认为在测量头内观察到单色光的干涉条纹是和（填选项），其中对应双缝间距的是（填选项）；（3）某同学使用间距为0.20mm的双缝进行实验，调节双缝与屏之间的距离至100.00cm，当十字叉丝与第k个亮条纹中心重合时，测量头刻度如图甲所示（已加箭头标注），对应的读数为当十字叉丝与第个亮条纹中心重合时，测量头刻度如图乙所示（已加箭头标注），对应的读数为单色光的波长为m（结果保留三位有效数字）【答案】BEFE2.76mm11.16mm【详解】（1）[1]调节仪器的A部件使为了保证单缝与双缝相互平行,故选B。（2）[2][3][4]因为单色光的干涉条纹与单缝和双缝都平行，应沿竖直方向，分划板中心刻度应对准干涉条纹的中心，故选EF。根据可知d越小，则条纹间距越大，所以对应于的是E。（3）[5][6][7]图甲对应的读数为图乙对应的读数则条纹间距为2.80mm,根据可计算出7．（2023秋·吉林长春·高三长春外国语学校校考开学考试）在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图所示

（1）双缝、光屏、单缝，依次是图中的（填图中的字母）。

（2）①图是实验得到的红光双缝干涉图样照片，根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距（填“相等”或“不相等”）。（3）在某次测量中，观察分划板中心线与乙图亮条纹中心对齐时的情形，如图②所示。然后转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的。（4）已知单缝与光屏间距，双缝与光屏的间距，单缝与双缝间距为，双缝间距，图①中分划板中心线与亮条纹中心对齐时手轮读数为，与亮条纹中心对齐时手轮读数为，则实验测得该光的波长的表达式为。【答案】DFC相等A【详解】（1）[1]双缝干涉测光的波长的实验中，设备依次摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、滤光筒、光屏，双缝、光屏、单缝，依次是图中的D、F、C；（2）[2]①图可判断双缝干涉的亮条纹间距相等；（3）[3]转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的A；（4）[4]由得8．（2023秋·浙江·高三校联考开学考试）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图1所示，A、B、C分别为拨杆上的三个位置。①下列关于拨杆的功能、安装及操作的说法中，正确的是。A．用手拨动拨杆可使单缝与双缝平行，从而使干涉图样更清晰B．拨杆A端插入单缝上的卡口中，用手左右拨动拨杆的C端使B处左右移动，并带动B处小孔中套入的支柱C．拨杆B处小孔套入双缝所在处的支柱，用手左右拨动拨杆的C端使A端左右移动，并带动单缝上的卡口D．拨杆B处小孔套入双缝所在处的支柱，用手上下拨动拨杆的C端使A端上下移动，并带动单缝上的卡口②已知双缝间距为0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹间距：先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2.10mm，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，如图2所示，此时手轮上的读数为mm，根据以上实验，测得这种光的波长为m（保留2位有效数字）。【答案】AC/CA15.30【详解】（1）[1]实验中拨杆的作用在于，当将拨杆B处小孔套入双缝所在处的支柱，用手左右拨动拨杆的C端使A端左右移动，并带动单缝上的卡口位置，使单缝与双缝平行，从而使干涉图样更清晰，AC正确，BD错误。（2）[2]根据读数规律，手轮上的读数为15mm+0.02×15mm=15.30mm[3]根据题意，相邻两亮条纹中心的间距根据解得9．（2023·广东·高三统考开学考试）某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。（1）为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为（填“单缝”或“双缝”），C为（填“单缝”或“双缝”）。（2）在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝（填“垂直”或“平行”），从而使条纹变得清晰。②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。（3）下列图示中条纹间距表示正确的是（填正确答案标号）。A．B．C．D．（4）在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式=。【答案】单缝双缝平行靠近C【详解】（1）[1][2]图中A为滤光片，B为单缝，C为双缝。（2）①[3]观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，使条纹变得更清晰。②[4]要想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距应减小，根据条纹间距可知需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。（3）[5]条纹间距是相邻两条亮条纹或相邻两条暗条纹，中央之间的距离，所以图示中条纹间距表示正确的是C项。（4）[6]第条亮条纹的读数为，第条亮条纹的读数为，则条纹间距根据可得10．（2023·北