实验十六、用双缝干涉测光的波长——2019年高三一轮实验复习练

2019年高三一轮实验复习练实验十六、用双缝干涉测光的波长1．如图所示是小刘同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置.(1)在实验中应该在B处放___________.(选填“单缝”或“双缝”)，再装上滤光片.(2)经过一系列的调试，得到了亮度较好，清晰的干涉图样，但在放大镜视野中出现如图(乙) 所示的现象，应该如何调整?_______________.(3)手轮上测量头如图(丙) 所示，其读数为__________mm.(4)一次实验测量完成后，小刘同学仪将红色混光片改为绿色，则观察到干涉条纹的间距______(填“变大”、“变小”或“不变”).【答案】21.(1) 单缝(2) 调节测量头使分划板刻线与条纹平行(3) 11.54mm (4) 变小【解析】（1）根据“用双缝干涉测量光的波长”实验的原理可知，灯光经过滤光片后，需要先经过单缝分光，然后再让光线经过双缝，最后到达光屏。

（2）应该调节测量头使分划板刻线与条纹平行。

（3）游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数0.02×27=0.54mm，所以读数为：11mm+0.02×27=11.54mm。

（4）将红色滤光片改为蓝色，即波长变短，根据公式：Lxdλ∆=，可知，干涉条纹的间距将变小。

2．同学利用双缝干涉实验仪测量光的波长，按要求将仪器安装在光具座上，如图甲所示，接通电源使光源正常工作。

①关于这个实验下列几种说法，你认为正确的是_____________A．增加光源到单缝的距离，干涉条纹间距变大B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离，干涉条纹间距变宽D．去掉滤光片，干涉现象消失②若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。

通过装置中的“拨杆”的拨动___(填“能”或“不能”)把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上。

【答案】 B 不能【解析】(1)根据Lxdλ∆=可知，干涉条纹间距与光源到单缝的距离无关，因此条纹间距不变，故AC错误；将滤光片由蓝色换成红色，波长变大，则干涉条纹间距变宽．故B正确．去掉滤光片，将出现彩色的干涉条纹．故D错误．故选B．（2）首先要明确各器件的作用，拨动拨杆的作用是为了使单缝和双峰平行，获得清晰的干涉图样，图中已有清晰的干涉图样，所以不用调节；图中所示出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行，应调节测量头使干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上，故调节拨杆不能把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上．3．研究双缝干涉现象时，如图所示，调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心A，示数如图2所示，其读数为___________mm。

移动手轮至另一条亮条纹中心B，读出其读数为27.6mm。

已知双缝片与光屏间距为0.6m，所用双缝相距0.2mm，则所测单色光波长为__________m。

【答案】19.46.8×10-7【解析】卡尺读数：1.9cm+0.1mm×4=19.4mm；条纹间距：；根据双缝干涉条纹间距公式，解得4．用双缝干涉测光的波长。

实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L=700mm，双缝间距d=0.25mm。

用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。

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，让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心，(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。

(1)分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时，手轮上的读数x1=2.190mm，对准第4条亮纹中心时，手轮上的读数x2如图丙所示，则x2=______ mm，相邻两条亮纹间的距离△x=_____ mm。

(2)计算波长的公式=____________ ；求得的波长值是______ nm。

(此空结果保留3位有效数字)【答案】7.868； 1.893；；676；【解析】螺旋测微器的读数等于主尺读数加上游标读数，需估读。

根据双缝干涉条纹的间距公式求出波长大小。

（1）对准第1条时读数为2.190mm，对准第4条时读数为：x2=7.5mm+0.01×36.8mm=7.868mm．（2）根据，可得。

由以上数据可知相临两条亮条纹间距为。

代入数据5．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中①已知双缝到光屏之间的距离为L，双缝之间的距离为d，单缝到双缝之间的距离为s，某同学在用测量头测量时，现将测量头目镜中看到的分划板中心刻度线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数用a表示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准地6条亮纹的中心，这时手轮上的是用b表示（b>a），由此可计算出实验中所测得的单色光的波长λ ______________。

②以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离_______。

A．增大单缝和双缝之间的距离sB．增大双缝和光屏之间的距离LC．将红色滤光片改为绿色滤光片D．增大双缝之间的距离d【答案】 B【解析】（1）由题可知5∆x=b-a；根据可得；（2）根据可知：增大单缝和双缝之间的距离s对∆x无影响，选项A错误；增大双缝和光屏之间的距离L可增大∆x，选项B正确；将红色滤光片改为绿色滤光片，光的波长减小，则∆x减小，选项C错误；增大双缝之间的距离d，则∆x减小，选项D错误；故选B.6．“用双缝干涉测定光波波长的实验”装置如图所示，光具座上从左到右依次为白光光源、滤光片、__________、双缝、毛玻璃屏。

已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，相邻两条亮条纹(暗)条纹间距，由计算公式__________，求得所测红光波长为_________nm。

【答案】单缝；； 6.6×102；【解析】为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝；根据公式可得，代入数据可得；7．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L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0．25mm。

用测量头来测量亮纹中心的距离。

测量时用某种单色光照射双缝得到干涉图样。

（1）分划板在图中Q位置时如图乙所示，手轮上的读数是________mm。

（2）如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有______。

A．滤光片B．单缝C．双缝D．光屏（3）如图丙所示某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心，5．00Cm长为半径画圆，分别交线段OA于C点，交OO′于E点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于点D，过E点作法线NN′的垂线EF交NN′于F点，如图所示。

用刻度尺量得CD=3．00Cm，EF=2．00Cm。

由此可得出玻璃的折射率n=_______。

【答案】7.870 AB 1.5【解析】(1)图中螺旋测微器的固定刻度读数为7.5mm，可动刻度读数为0.01×37.0mm=0.370mm，所以最终读数为7.5+0.370=7.870mm；(2)激光具有较好的相干性，不再需要滤光片和单缝，故选AB；(3)根据折射率。

8．某同学用双缝干涉实验仪测量光的波长，如图所示。

①实验中选用的双缝间距为d，双缝到像屏的距离为L，在像屏上得到的干涉图样如图所示，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=_____。

②分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图所示，则其读数为_________mm；【答案】31.10【解析】(1)根据双缝干涉条纹的间距公式得，；(2) 游标卡尺的主尺读数为31mm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×2mm=0.10mm，所以最终读数为31.10mm；9．在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图甲所示。

①调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，此时手轮上的读数如图乙所示，则读数为________mm；②如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有________。

【答案】 ①2.320 ②滤光片和单缝【解析】①手轮上的读数为2.00.0132.1 2.321mm mm mm +⨯= ；②氦氖激光器发出的激光具有很好的单色性和相干性，所以不需要滤光片和单缝，直接照射到双缝上即可得到干涉图样。

10．某同学用双缝干涉实验仪测量光的波长，如图所示。

①实验中选用的双缝间距为 d ，双缝到像屏的距离为 L ，在像屏上得到的干涉图样如图所 示，分划板刻线在图中 A 、B 位置时，游标卡尺的读数分别为 x 1、x 2，则入射的单色光波长 的计算表达式为 λ＝_____。

②分划板刻线在明条纹 B 位置时，测量头的游标卡尺如图所示，则其读数为_____mm ；③关于该实验，下列说法正确的是_____。

A ．如果去掉滤光片，在像屏上得到的是明暗相间的白色干涉条纹B ．如果用激光作为光源，则无需凸透镜和滤光片，也能在像屏上得到干涉条纹C ．单缝和双缝必须要相互平行，且处于竖直方向的位置，否则无法用测量头读数D ．若双缝中某一条被遮住，则像屏上得到的是单缝衍射的条纹【答案】 ①②31.10 ③ BD【解析】（1）①条纹间距为；根据，解得；②游标卡尺读数为：3.1cm+0.05mm×2=31.10mm（2）如果去掉滤光片，在像屏上得到的是彩色相间的干涉条纹，选项A错误；因激光的平行度好，则如果用激光作为光源，则无需凸透镜和滤光片，也能在像屏上得到干涉条纹，选项B正确；单缝和双缝必须要相互平行，但是不一定要处于竖直方向的位置，选项C错误；若双缝中某一条被遮住，则像屏上得到的是单缝衍射的条纹，选项D正确；故选BD.11．用如图所示的装置测光的波长。

（1）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，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条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_______mm，求得相邻亮纹的间距Δx为_______mm。

（2）已知双缝间距d = 2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l = 0.700m，由计算式_______，求得所测红光波长为_______nm。

【答案】13.870;2.310; ; ;【解析】（1）根据图示，第一亮条纹处的读数：螺旋测微器固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为32.0×0.01mm，两者相加为2.320mm．第六亮条纹处的读数：固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.0×0.01mm，两者相加的读数为：13.870mm，所以△x==2.310 mm．（4）根据△x=λ知△= △ 代入数据得：λ =6.6×10-7m=660nm．12．某同学用如图甲所示实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，相邻两条亮条纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出，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，此时手轮上的示数如图乙（1）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，此时手轮上的示数如图乙（2）所示，则这种色光的波长_________nm，（已知双缝间距d=0.2mm，双缝到屏间的距离L=700mm），若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将__________________（填“变大”、“不变”或“变小”）【答案】660 变小【解析】(1)图乙1螺旋测微器的读数为，图乙2的读数为，相邻亮条纹间的距离为，根据双缝干涉公式可得这种单色光的波长(2)照射光的频率越高，波长越短，根据知相邻的干涉条纹间距变小。