最新人教版高中物理选修3-4第十三章《实验：用双缝干涉测量光的波长》自我小测
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自我小测
1在杨氏双缝干涉实验中，保持双缝到屏的距离不变，调节双缝间的距离，当距离增大时，干涉条纹间距离将变__________，当距离减小时，干涉条纹间距将变__________。
2在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节______和________的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使__________和__________竖直并且互相平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺测出n条明条纹间的距离a，则两条相邻明条纹间的距离Δx＝______，双缝到毛玻璃屏的距离l用___________测量，用公式________可以测出单色光的波长。
3(2009北京高考，21(1))在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1)，并选用缝间距d＝0.20 mm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＝700 mm。
然后，接通电源使光源正常工作。
图1
图2
图3
①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。
某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示，图2(a)中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时图2(b)中游标尺上的读数x 1＝1.16 mm ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示，此时图3(b)中游标尺上的读数x 2＝______ mm ；
②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗条纹)间的距离Δx ＝______ mm ；这种色光的波长λ＝______ nm 。
4某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，乙图中的黑点代表亮点的中心位置。
(1)这个现象说明激光具有______性。
(2)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍：如果双缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为l ，感光片相邻两点间的距离为b ，则激光的波长λ＝ab
l 。
该同学测得l
＝1.000 0 m 、缝间距a ＝0.220 mm ，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如乙图所示。
乙图中第1到第4个光点的距离是______ mm ，实验中激光的波长λ＝______ m 。
(保留两位有效数字)
(3)如果实验时将红色激光换成蓝色激光，屏上相邻两光点间的距离将__________。
5在双缝干涉测光的波长的实验中，所用双缝间距d ＝2 mm ，双缝到屏的间距l ＝86.4 cm ，手轮的初始读数为a 1＝2.12 mm ，转动手轮，分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数a 2＝5.54 mm ，求通过滤光片后的波长。
6利用双缝干涉测光波波长的实验中，已知双缝到屏的距离为0.600 0 m ，两狭缝间距离为0.25×10－
3 m ，让分划板中心刻度线对齐中央亮条纹中心时，手轮上的读数为3.52×10－
3
m ，分划板中心刻度线对齐中央亮条纹一侧第6条亮条纹中心时，手轮上的读数为11.56×10
－3
m ，则此光波波长为多少？
7一同学在用双缝干涉测光的波长实验中，使用的双缝的间距为0.02 cm 。
测得双缝与
屏的距离为50 cm ，第一级亮条纹中心到第五级亮条纹中心的距离为0.45 cm ，则待测单色光的波长是多少？
8双缝干涉实验中，要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽，可采用的办法有哪些？为测量红光的波长，现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm ，双缝的间距为0.5 mm ，双缝到屏的距离为1 m ，则此红光的波长是多少？
91801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。
1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。
(1)洛埃镜实验的基本装置如上图所示，S 为单色光源，M 为一平面镜。
试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。
(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L ，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹。
写出相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距离Δx 的表达式。
参考答案
1答案：小 大
2答案：单缝 双缝 单缝 双缝
a n －1
刻度尺 Δx ＝l
d λ
3解析：①由3(b)知：x 2＝－15 mm ＋1×0.02 mm ＝15.02 mm ； ②综合图2(a)和3(a)可知：6Δx ＝x 2－x 1 Δx ＝x 2－x 16＝15.02－1.16
6 mm ＝2.31 mm
由Δx ＝L d λ得：λ＝d·Δx
L
，代入数据得：
λ＝0.20×2.31700 mm ＝6.6×10－
7 m ＝6.6×102 nm
(因为1 m ＝109 nm)。
答案：①15.02 ②2.31 6.6×102
4答案：(1)波动 (2)8.5 6.23×10－
7 (3)减小
5解析：相邻亮条纹间的距离Δx 为： Δx ＝a 2－a 1
12
＝0.285 mm
根据双缝干涉的规律利用公式Δx ＝l
d λ知：
λ＝d
l Δx ＝0.285×10－
3×2×10－
30.864
m
＝6.6×10－
7 m
答案：6.6×10－
7 m
6解析：两相邻亮条纹间距为 Δx ＝11.56×10－
3－3.52×10－
3
5
m
＝1.608×10－
3 m
由公式Δx ＝l
d
λ得：
λ＝dΔx l ＝0.25×10－
3×1.608×10－
3
0.600 0
m
＝6.7×10－
7 m 。
答案：6.7×10－
7 m
7解析：相邻亮条纹间距为： Δx ＝0.454 cm ＝0.112 5 cm
＝1.125×10－
3 m
由公式Δx ＝l
d λ得：
λ＝dΔx l
＝0.02×10－
2×1.125×10－
350×10－
2
m ＝4.5×10－
7 m 。
答案：4.5×10－
7 m
8答案：方法一，使用缝距更小的双缝；方法二，调整双缝到屏的距离，使距离增大。
光的波长为7.5×10－
7 m 。
9解析：(1)如下图所示，点光源S 发出的光一部分直接照到光屏上，另一部分则照到平面镜上，经平面镜反射后再照到光屏上。
这一部分光好像是从点光源的像点S ′发出的一样，这样就把同一束光分成了两束，形成相干光源，在它们叠加的区域内，形成明暗相间的干涉条纹。
作法：连接S 和平面镜的右边缘并延长交平面镜于b ；根据对称性作S 在平面镜中的像点S ′，连接S ′
和平面镜的左、右边缘并延长交平面镜于d 、c ；光屏上c 、d 之间的部分是两束光叠加的区域，在此区域内可以观察到干涉现象。
(2)Δx ＝L d λ 因为d ＝2a ，所以Δx ＝L
2a λ。
答案：见解析。
