第十四章 实验十八 用双缝干涉实验测量光的波长

第十四章光学实验十八用双缝干涉实验测量光的波长单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。教材帮读透教材融会贯通高考帮研透高考明确方向03练习帮练透好题精准分层目录Contents单击此处添加标题01单击此处添加标题02新高考光学作为必考后，光的干涉实验开始作为选择题出现，2023年中江苏T6也

考查了该实验，实验一般只有2个题，因此在实验中会轮流考查，也可能在选择题

中考查.预计2025年高考中，选择题和实验题均有可能考查.1.实验目的(1)了解光产生稳定干涉现象的条件；(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样；(3)掌握用测量头测量条纹间距的方法；(4)测量单色光的波长.2.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＝[1]

⁠.

3.实验器材双缝干涉仪(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.实验步骤(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]

把屏照亮.图甲轴线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，并注意使双缝与单缝[3]

.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]

⁠.图乙(2)观察：①调单缝与双缝间距，观察白光的干涉条纹.②在单缝和光源之间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹.相互平行中央(3)测量：调节测量头，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]

⁠.

平均值6.注意事项(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[8]

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.(4)不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差.(5)观察到白光的干涉条纹是彩色条纹，其中[9]

在中央，[10]

⁠在最

外层.轴线白色红色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晰的程度.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准确，此间距中的条纹数未数清.命题点1教材基础实验1.[2024辽宁省实验中学校考]某实验小组利用如图甲所示装置测量某单色光的波长.图甲(1)该实验小组以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节，观察实验现象后总结出

以下几点，其中正确的是

⁠A.干涉条纹与双缝垂直B.若使用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变小C.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应将屏向远离双缝方向移动D.若观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图乙D

(2)该实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＝

mm(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＝11.550

mm；[解析]根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.1.515

(3)若实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＝

nm.(保留3位有效数字)

573

65.0

6.50×10－7

变小

1.[2024山西忻州开学考试]某同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量黄光的波

长，测得双缝之间的距离为0.24mm，光屏与双缝之间的距离为1.20m.第1条到第6

条黄色亮条纹中心间的距离为14.70mm，则该黄光的波长为(

D

)A.570nmB.576nmC.582nmD.588nm

D123456782.[2024重庆育才中学校考/多选]在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，经调节

后在目镜中观察到如图所示的单色光干涉条纹，下面能使条纹间距变小的是

(

BD

)A.减小光源到单缝的距离B.增大双缝之间的距离C.增大双缝到光屏之间的距离D.将红色滤光片改为绿色滤光片BD12345678

123456783.[2024高二期中考试]在双缝干涉测波长实验中，为了减小实验误差可采取的办法

是(

D

)A.减小屏到双缝的距离B.换用不同的滤光片进行多次测量取平均值C.增大缝的宽度D.测出多条亮纹之间的距离，再算出相邻亮条纹间距

D123456784.[2024江苏高三校考]在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验

装置按如图所示安装在光具座上，单缝a保持竖直方向，选用缝间距为d的双缝b，

并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏上出现清晰干涉条纹.下列说法正确

的是(

D

)A.滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，无法看到干涉条纹B.若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小D.光通过单缝a发生衍射，再通过双缝b发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相

同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的D12345678

123456785.在实验室用双缝干涉测光的波长，请按照题目要求回答下列问题.元件代号ABCD元件名称双缝光屏单缝滤光片(1)将表中的光学元件放在图(a)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.将白光光源放在光具座最左端，依次放置凸透镜和表中其他光学元件，由左

至右，各光学元件的排列顺序应为

(填写元件代号).[解析]

实验室用双缝干涉测光的波长的实验装置，由左至右，各光学元件的排

列顺序应为滤光片、单缝、双缝、光屏，故顺序为DCAB.DCAB

12345678(2)已知该装置中双缝间距d＝0.200mm，双缝到光屏的距离L＝0.500m，在光屏上

得到的干涉图样如图(b)甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器如图(b)乙所示，

分划板在B位置时螺旋测微器如图(b)丙所示，则其示数xB＝

mm.由以上所

测数据可以得出该单色光的波长为

m(结

果保留3位有效数字).5.880

4.75×10－7(4.74×10－7～4.76×10－7均可)

12345678

12345678

6.某同学利用如图1所示的装置来测量某种单色光的波长.接通电源，规范操作后，

在目镜中观察到清晰的干涉条纹.图112345678(1)若想增加从目镜中观察到的条纹数量，该同学可

⁠.A.将透镜向单缝靠近B.使用间距更大的双缝C.将单缝向靠近双缝的方向移动D.将毛玻璃向远离双缝的方向移动B

12345678[解析]

选项分析结

论A透镜出射的光线为平行光，移动透镜不会使目镜中观察到的条纹数量

增加×B√C将单缝向双缝靠近，不影响条纹间距，目镜中条纹数目不变×D将毛玻璃远离双缝，则l增大，双缝干涉条纹间距增大，则目镜中条纹

数量减少×12345678(2)测量中，分划板中心刻线对齐某一亮条纹的中心时，游标卡尺的读数如图2所

示，则读数为

⁠cm.图2[解析]游标卡尺的精度为0.1mm，读数为10mm＋7×0.1mm＝10.7mm＝1.07cm.1.07

12345678(3)该同学已测出图1装置中单缝与双缝、双缝与毛玻璃、毛玻璃与目镜之间的距离

分别为L1、L2、L3，又测出他记录的第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为

Δx，若双缝间距为d，则该单色光波长λ的表达式为

(用题中所给字母表

示).

(4)只将单色红光源换成单色蓝光源，从目镜中观察到的条纹数量会

(填

“增加”“减少”或“不变”).[解析]

换成蓝光后，光的频率增大，波长变小，则条纹间距变小，目镜中条纹

数量增加.

增加123456787.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，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)通过如图所示的装置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，则

相当于另一个“缝”.[解析]根据题图可知，如果S被视为其

中的一个缝，则S经平面镜成的像S'相当于另

一个“缝”.S'

12345678(2)实验表明，光从光疏介质射向光密介质在界面发生反射时，在入射角接近90°

时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，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

(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，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.暗条纹12345678(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15mm，单缝到光屏的距离D＝1.2

m，观测到第3个亮条纹到第12个亮条纹的中心间距为22.78mm，则该单色光的波长

λ＝

m(结果保留3位有效数字).

6.33×10－7

123456788.[实验创新](1)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块

平面玻璃上(