2024年高二物理物理教材实验：用双缝干涉测量光的波长（解析版）

实验04用双缝干涉测量光的波长

4e实验梳理

【实验目的】

1.理解双缝干涉的原理，能安装和调试仪器。

2.掌握相邻亮条纹(或暗条纹)间距的计算公式Ax=4及推导过程。

a

3.观察双缝干涉图样，掌握实验方法。

【实验设计】

1.实验原理

(1)干涉图样的获得：光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源,

经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双

缝可以观察到彩色条纹。

(2)光的波长的测定：若双缝到屏的距离用/表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮纹间

的距离用Ax表示，则入射光的波长为2=个。实验中，是已知的，测出/、Ax即可计算出

光的波长九

(3)测量Ax的方法：测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示，测量时先转动测量

头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划

板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再同方向转动手轮，测出〃个亮纹间的距

离a,则可求出相邻两亮纹间的距离

n~\

分划板中心刻线应与

奈纹的中心对齐

乙

2.实验器材

双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还

有学生电源，导线、刻度尺。

【实验步骤】

1.将光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示。

光源滤光片单缝双缝遮光筒屏

2.接好光源，闭合开关，使灯丝正常发光。

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，两者间距5〜

10cm,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。

五、误差分析

1.测双缝到屏的距离/带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法

减小误差。

2.测条纹间距Ax带来的误差。

(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。

(2)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。

(3)测量多条亮条纹间距离时读数不准确。

【注意事项】

1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。

2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。

3.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、

双缝平行且竖直，间距大约5〜10cm。

4.调节的基本依据：照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒

不共轴线所致。干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。

5.测量头在使用时应使中心刻度线对应着亮（暗）条纹的中心。

6.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。

要点点拨

要点1实验原理与操作

[例1]（2022・杭州高二期末）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。

⑴在观察红光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、滤光片D、单缝E

等光学元件，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：（选填“①”或"②”）。

①C、D、E、B、A②C、D、B、E、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，如图所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节o

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）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变情况下，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.更换双缝间距更小的双缝片D,增强光源亮度

【答案】⑴①(2)D(3)BC

【解析】(1)为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的线光源

经过双缝产生干涉现象，在光屏上可以观察到干涉条纹，因此，由右至左，各光学元件排列

顺序应为白光光源C、滤光片D、单缝E、双缝B、毛玻璃屏A,故为CDEBA,故选①。

(2)发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头，故A、

B、C错误，D正确。

(3)依据双缝干涉条纹间距AX=4,要使Ax增大，可以增大/,或减小d,还可以增大人与

d

单缝与双缝间距及光的强度无关，故B、C正确，A、D错误。

[例2](2023•河北高二期末)如图甲所示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置。

(1)光具座上放置的光学元件依次为①光源(白炽灯)、②、③、④双缝、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。

①②

④⑤⑥

甲I

.v-一一

n—

A

UAX

甲

(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所

示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图丙所示。

则相邻两亮条纹的间距为mm(计算结果保留3位小数)。

乙丙

⑶如果双缝的间距为0.30mm、双缝和光屏之间的距离为900mm,则待测光的波长为

m(计算结果保留3位有效数字)。

(4)如果将图甲中①光源(白炽灯)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（选填数字代号）。

【答案】（1）滤光片单缝增大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）1.610⑶5.37X10F（4）②③

要点2科学探究之数据处理

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

时手轮上的读数公，将该条纹记为第〃条亮纹，则相邻两亮条纹间距Ax=

42一（21I

|n—1I0

3.用刻度尺测量双缝到光屏间的距离/（d是已知的）。

4.重复测量、计算，求出波长的平均值。

【例3】（2023•北京昌平区临川育人学校高二期末）利用双缝干涉测定单色光波长时，第一

次分划板中心刻线对齐/条纹中心（图甲），游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心

刻线对齐3条纹中心（图乙），游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距为0.5mm,从双

缝到屏的距离为1m,则图丙中游标卡尺的示数为mm,可得相邻两亮条纹的间距

Ax=mm,所测单色光的波长为mo

Icm

A1()

【答案】11.41,356.75x10-7

【解析】游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数，10分度精确度为

0.1mm,图丙中读数为llmm+0.1mx4=11.4mm,图丁中读数为16mm+

0.1mx8=16.8mm,可得相邻两条亮条纹的间距Ax=—:..........-mm

4

1.35mm。实验时测量多条干涉条纹的目的是减小测量的误差，根据双缝干涉条纹间距公式

AX=4,可得单色光的波长/1='©="三此一><1.35*10-3m=6.75xl0-7m»

dI1

【例4】(2023•浙江高二期末)用双缝干涉测光的波长实验装置如图甲所示。已知单缝与双

缝间的距离/i=100mm,双缝与屏的距离/2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来

测量亮条纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右

移动，让分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心，如图乙所示，记下此时手轮上的读

数，转动测量头，使分划板中心刻度线对准第4条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数。

①②③遮光筒

L2

丙

(1)图(甲)中的装置①、②、③按顺序分别为(从单缝、双缝、

滤光片中选择)；

(2)分划板的中心刻度线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图丙所

示，则对准第1条时读数xi=mm＞对准第4条时读数汹=mm；

(3)通过计算，此单色光的波长力=nm(lnm=l(F9m)(结果保留3位有效数字)。

【答案】(1)滤光片、单缝、双缝(2)2.6907.870(3)617

创新突破

【例】（2023•全国•高三专题练习）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、Eo

（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

ZXXAx

ABCD

（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O

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

【答案】DCACD

【详解】（1）[1]⑵根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依

次为：白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头。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：A、B、D、C、F、E；

（2）[3]为了便于测量，要使条纹亮度增加，即使得单位时间内的光子数目增多。

A.当增加光源的功率，导致单位时间内的光子数目增多，故A正确；

B.将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B错误；

C.调节测量头的位置，亮度不变，故C错误。

故选Ao

（3）[4]干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或

暗条纹）的中心之间的距离，故C正确。

（4）[5]A.由题图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据Ar可知：单缝与双缝的

间距对条纹间距无影响，选项A错误；

B.光强度对条纹间距无影响，选项B错误；

C.光源到双缝的距离对条纹间距无影响，选项C错误；

D.双缝到光传感器的距离/较小，则条纹间距较小，选项D正确。

故选D。

上典例分析

【典例1】（2023春・海南偏州•高二海南省洋浦中学校考期中）（1）某同学对“测量长度的工

具”进行读数练习，贝毫米刻度尺的读数为cm；螺旋测微器在的读数为mmo

O

L

（2）某同学在实验室用某种单色光做双缝干涉实验，若双缝的间距为力屏与双缝间的距

离为/,测得第1条暗条纹中心到第〃条暗条纹中心之间的距离为Ax,则单色光的波长

4=;中央亮纹的宽度（填“大于”“小于”或“等于”）其他亮纹的宽度；若仅将

屏向远离双缝的方向移动，可以（填“增加”或“减少”）从目镜中观察到的条纹个数。

【详解】⑴[1]毫米刻度尺的读数为25.82cm；

⑵螺旋测微器在的读数为

6mm+12.5x0.01mm=6.125mm

（2）[3]由双缝干涉条纹间距公式

AxL.

--=—Z

n-\d

可得

,Zd=\-x---

5—1）/

[4]由双缝干涉特点可知，中央亮纹的宽度与其他亮纹的宽度相等；

[5]若仅将屏向远离双缝的方向移动条纹间距增大，则从目镜中观察到的条纹个数将减少。

【典例2】（2023春•福建漳州•高二校考期中）某同学利用图示装置测量某绿色光的波长。

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：

A.将屏向靠近双缝的方向移动B.使用间距更小的双缝

C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更大的双缝

（2）若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为Z,测得第1条明条纹到第〃条明条纹之间

的距离为Ax,则单色光的波长4=

（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，如图所示，在这种情况

下测出干涉条纹的间距Ax,则波长的测量值___________其实际值（填“大于”、“小于”或“等

于“）

【答案】BC/CB大于

（；7-l）Z

【详解】（I）[1]根据题意，由公式=可知，要若想增大条纹间距，可以换波长更长

a

的光，将屏向远离双缝的方向移动（减小屏到双缝的距离），换间距更小的双缝。

故选BCo

⑵⑵由

AxZZ

n-\d

（3）条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值

Ax实=Ax测cos6

8为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，故

Ax实＜Ax测

由Ax=々2可知测量值大于实际值。

【典例3】（2023秋・湖南衡阳•高二统考期末）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/=0.6m,双缝间距d=0.4mm,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。

光源滤光片单缝双缝遮光筒s簪

।~,II_______________________

用目镜

测量头

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可o

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/位置时游标卡尺的读数

为乙=102mm,在2位置时游标卡尺如图所示，则其读数为XB=mm,相邻两

条纹间距Ax=_________mm,该单色光的波长丸=mo

12

IIIII.山J」」「L,比I1,1cm

[min010

ABB位置读数

（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o

A.偏大B.偏小C.无影响

【答案】B15.6mm0.9mm6,0xl0-7mA

【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,

AAx——A

d

为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，则可以减小双缝到屏的距离，增大双缝间的距离,

或换用波长短的光，故选B；

（2）[2]游标卡尺的精度为0.1mm,在2位置时游标卡尺读数

15mm+6x0.1mm=15.6mm

[3]相邻两条纹间距

Ax==0.9mm=0.9xl0~3m

6

[4]根据Ax=自彳，将〃=0,4mm=0.4xl（p3m代入解得4=6.0xl0-7m;

d

（3）[5]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，则测得的Ax偏大，

由公式2=一可知波长的测量值将偏大。

【典例4].（2023春•高二课时练习）（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透镜、③、④、

⑤、⑥遮光筒、⑦光屏。

②④⑤⑥⑦

X1

（2）已知双缝到光屏之间的距离/=500mm,双缝之间的距离1=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/条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准3条亮纹的中心，

前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长右mo（结果保留两位有效

数字）

2

0510

4位置读数

2

IIIIIIlliIIIIIIII

IIII|II11

0510

8位置读数

（3）实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改进办法有

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

【答案】滤光片单缝双缝6.6x10-7mAD

【详解】（1）口][2][3]由题图可知，③是滤光片，④是单缝，⑤是双缝。

(2)[4]由1=4九可得

a

,4d或/—M)5X10-4X(15.7X10-3-11.1X10-3)“_

4=Ax・一=J^———=----------------------------------------6610INm7

I717x0.5

(3)[5]由可知，要使Ax增大，可改用波长较长的红光作为入射光、增大双缝到屏

a

的距离，故AD。

【典例4].(2023春•四川绵阳•高二绵阳南山中学实验学校校考期末)利用双缝干涉测定光

的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm,双缝到光屏间的距离£=0.5m,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，利用公式&进行分

a

析：

1»

AB

1212

III川'hlllllllllll'llllll'l"l'cm

010010

/位置读数8位置读数

(1)若想通过减小相邻两条亮条纹的间距Ax来增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学

可o

A.增大光的强度

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/、8位置时游标卡尺读

数也如图中所给出，贝I：

①分划板在图中/位置时游标卡尺的读数为猫=1L1mm,在B位置时游标卡尺读数为/=

②将数据代入公式算得该单色光的波长几=nm

【答案】B15.6mm600

【详解】(1)口]根据题意，由公式=可知，要减小相邻两条亮条纹的间距Ax,可以

换波长更短的光，将屏向靠近双缝的方向移动(减小屏到双缝的距离)，换间距更大的双缝,

与光照强度无关。

故选Bo

（2）①[2]根据题意，由图可知，在5位置时游标卡尺读数为

xB=15mm+6x0.1mm=15.6mm

②⑶根据题意，由图可知，条纹间距为

又有

Ax=-2

d

联立解得

代入数据解得

2=600nm

【典例5].（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1=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规

格可知，像屏与双缝屏间的距离£=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。

光源凸透镜滤光片冷缝:缝遮光筒掌

,11,1JIA.

甲

（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x=8.40mm。则经滤光片射向

双缝的色光的波长2=（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2=m（保留两位有效数字）。

012

〃。...t丙""""""-

•乙

（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，则该调整可能是一

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】0.35箸dx4.8xl0-7D

【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

0+7x0.05mm=0.35mm

[2][3]A>B条纹间的距离为5倍相邻亮（暗）条纹间的距离，故

Ax=—

5

根据相邻亮（暗）条纹间的间距公式有

AI。

Ax——A

d

解得

Z=d-x

5L

代入数据可得

2=4.8xl0-7m

（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—=二彳可知，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。

卜对点训练

1.(2023•江苏江宁高二期末)在用双缝干涉测量光的波长的实验中

(1)若测量红色光的波长，应选用色滤光片，实验中已经知道双缝之间的距离为力

也测出了相邻亮(暗)条纹间距—，还需要测量的物理量是

O

⑵已知双缝到光屏之间的距离/=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，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中

心刻线对准/亮条纹的中心，螺旋测微器读数是4.077mm,然后他继续转动手轮，使分划

板中心刻线对准3亮条纹的中心，如图所示，螺旋测微器的读数是mm,则入射光

的波长彳=m0

(3)若实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善方法有o

A.改用波长较短的光作为入射光

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

【答案】(1)红双缝到屏的距离/(2)5.663(5.662〜5.664)5.29xl0-7(5.28xl0-7~

5.30x10-7)(3)B

2.(2023•四川江油中学高二月考)如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”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毛玻璃。

(1)②、③、④三个光学元件依次为O

A.滤光片、单缝、双缝B.单缝、滤光片、双缝

C.单缝、双缝、滤光片D.滤光片、双缝、单缝

(2)如果实验时将红色滤光片换为绿色滤光片，则相邻亮纹(暗纹)间的距离o

A.变大B.变小

C.不变D.可能变大可能变小

(3)若测得双缝与屏的距离为/=LOOm,双缝间距为(Z=1.5mm,第1条亮纹与第3条亮纹

中心间的距离Ax=0.640mm,则对应光波的波长力为nm»

【答案】(1)A(2)B(3)480

3.(2023•山东济宁一中高二期中)现有毛玻璃屏N、双缝3、白光光源C、单缝。和透红光的

滤光片£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实验装置，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

字母的排列顺序应为C、、、、A；

(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图选项中的.

…||))1(<|.....I-

ABCD

⑶保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将

；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将

(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)；

(4)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，记下此时图乙中手轮上的示数mm,求得相邻亮条纹的间距Ax为

________mm；

⑸已知双缝间距d为2.0xl()-4m,测得双缝到屏的距离/为0.700m,由计算式九=,

求得所测红光波长为mm。

【答案】(1)£DB(2)A(3)变宽变窄

(4)13.8702.310(5)—6.6xl04

4.(2023秋・湖南岳阳•高二统考期末)如图1,在进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，

将双缝干涉实验仪器按照要求安装在光具座上。然后接通电源使光源正常发光，在目镜中可

以观察到清晰的干涉条纹。

图1

(1)该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为(填“A”或"B”)。

IIIIIIIIIIIIII

AB

(2)用20分度的游标卡尺测量双缝间距如图2所示，双缝间距mm。

主尺

・游标尺

(3)图3为实验得到的干涉条纹，用测量头测出了第1条和第6条亮纹中心间的距离为Ax,

已知双缝到光屏的距离为/,则所测单色光波长的计算式为2=(用题中所给的字母

表示)。

帕山1

图3

【答案】A2.05等

【详解】（1）[1]]AB.干涉条纹是明暗相间的等间距条纹，故A正确，B错误。

故选Ao

（2）⑵游标卡尺读数为

2mm+lx0.05mm=2.05mm

Av

（3）[3]相邻两亮条纹间距为彳，由干涉条纹与波长间的关系可知

生，;I

5d

解得

,<7Ax

Z二---------

51

5.（2023春•天津和平•高二天津一中校考期末）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将

双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上（如图甲），并选用缝间距为4的双缝屏。从仪器

注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为以接通电源使光源正常工作，发出白光。

光源凸透镜滤光片ab遮光筒毛玻璃屏目镜

~/\/\~

IIII

图甲

（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在。处和6处，则

A.可观察到水平方向的干涉条纹

B.可观察到竖直方向的干涉条纹

C.看不到干涉现象

（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中

A.观察不到干涉条纹

B.可观察到明暗相间的白条纹

C.可观察到彩色条纹

（3）若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中/、B

位置时，游标卡尺的读数分别为XI、X2（己知X1VX2）,则入射的单色光波长的计算表达式为

%=o分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为—

345cm

」,

IpI口II|Ipii

01020

图丙

（4）光屏上出现的明暗相间条纹如图丁所示，光屏上尸、Pl、P2处是亮条纹，Qi、Q2处是

暗条纹，尸到Si、S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变,

则光屏上__________o

图丁

A.P处可能出现暗条纹

B.不再出现明暗相间的条纹

C.明暗相间的条纹间距变窄

D.原B处的第一级亮条纹向尸点靠近

【答案】BC31.20/31.25/31.30CD/DC

6L

【详解】(I)口］组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在。处和6处，则可

观察到竖直方向的干涉条纹，故选B；

(2)［2］若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则各种颜色的单色光将发生干涉，则在目

镜中可观察到彩色条纹，故选C。

(3)［3］条纹间距为

x

Ax=2

6

根据

Ax=-/i

d

可得入射的单色光波长的计算表达式为

―_6L~

［4］游标卡尺读数为

3.1cm+0.05mm><4=31.20mm

(4)［5］如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光在遮光筒内的波长变小，但是尸点到

双缝的距离之差仍为零，则尸点仍是亮条纹，在屏上仍会出现明暗相间的条纹，根据

Ax=-A

d

波长变小，则条纹间距变小；原P处的第一级亮条纹向P点靠近，选项AB错误，CD正确。

故选CD。

6.(2023春・北京通州•高二统考期末)如图1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4=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格

可知，像屏与双缝屏间的距离£=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。

(1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1所示，光具座上a、b、c处放置的光学元

件依次为（选填选项前字母）。

A.滤光片双缝单缝B.滤光片单缝双缝

C.单缝滤光片双缝D.双缝滤光片单缝

（2）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有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2所示，此时

测量头上主尺和副尺的示数情况如图3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到B条纹间的距离为8.40mm。利用上

述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长彳=_________m（保留2位有效数

字）。

（3）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。以下改动可能实

现这个效果的是（选填选项前字母）。

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.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片

【答案】B0.254.8x10-7D

【详解】（1）[1]因为双缝干涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图案，所以先让

光源通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成相干光，后通过双缝形成干涉条纹，所以光具

座上°、6、c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。

故选Bo

（2）[2]图3游标卡尺示数为

x=0+5x0.05mm=0.25mm

[3]A到B条纹间的距离为8.40mm,由图2可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则

Ax=——mm=1.68mm

5

根据

Ax=-A

d

解得

（3）[4]对实验装置改动后，再像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知

条纹的宽度减小，由公式

Ax——4

d

A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间，X、L、d都不改变，则Ax不变，故A错误；

B.仅将单缝远离双缝移动少许，4、L、d都不改变，则Ax不变，故B错误；

C.仅将单缝与双缝的位置互换，则入射光通过单缝后就会投到像屏上，所以像屏上得到的

是单缝衍射图像，不是双缝干涉图像，故c错误；

D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，2减小，L、d都不改变，则Ax减小，故D正确。

故选D。

真题感悟

1（2022・海南・高考真题）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，贝U：

①0、6分别是（）

A.单缝和双缝B.双缝和单缝C.单缝和单缝D.双缝和双缝

②如果双缝间距是心双缝到毛玻璃的距离是L第一条亮纹到第六条亮纹间距是x,则光

的波长是o（用x、d、上表示）

遮光筒

光源

目镜

ab

毛玻璃

【答案】A箸

【详解】①[1]由双缝干涉原理可知，先用滤光片得到单色光，然用单缝得到细长的光源,

最后用双缝得到两束相干光，故6分别单缝和双缝。

故选Ao

②⑵第一条亮纹到第六条亮纹间距是x,则相邻亮条纹间距为

,x

Ax=—

5

TQ

根据Ax=?可得光的波长是

a

Axd_dx

L~5L

2.（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o（单选）

A.旋转测量头