物理4 实验：用双缝干涉测量光的波长练习

4.4实验：用双缝干涉测量光的波长专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是（　　）

A．减小光源到单缝的距离

B．减小双缝之间的距离

C．减小双缝到光屏之间的距离

D．换用频率更高的单色光源

2．如图所示，某同学对双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象，下述现象中能够观察到的是（　　）

A．将滤光片由红色的换成蓝色的，干涉条纹间距变宽

B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

D．去掉滤光片后，干涉现象消失

3．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏的距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(　　)

A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1m

B．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cm

C．h＝1mm，d＝10cm，l＝1m

D．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m

4．用图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是     (　　)

A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源

B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹

C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹

D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等

5．在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）:

下列说法哪一个是错误的（　　）（填选项前的字母）

A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐

C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距

6．利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。下列说法中正确的是（　　）

A．实验装置中的①②③元件分别为单缝、滤光片、双缝

B．测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大

7．在杨氏双缝干涉实验中，如果（　　）

A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹

B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹

C．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大

D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹

8．在光的双缝干涉实验中，光屏上出现的条纹情况是（       ）

A．中央明条纹最宽

B．各种不同色光的暗条纹间距一样大

C．对于同种色光，光屏离双缝距离越远明条纹的间距越小

D．在相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大

9．如图所示是一双缝干涉实验装置的示意图,其中S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏．实验时用白光从左边照射单缝S,可在光屏P上观察到彩色的干涉条纹．现在S1、S2的左边分别加上红色和蓝色滤光片,则在光屏P上可观察到 （ ）

A．红光和蓝光两套干涉条纹

B．红、蓝相间的条纹

C．两种色光相叠加,但不出现干涉条纹

D．屏的上部为红光,下部为蓝光,不发生叠加

10．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图（甲）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（乙）所示。他改变的实验条件是（　　）

A．减小双缝之间的距离

B．减小光源到双缝的距离

C．减小双缝到光屏之间的距离

D．换用频率更高的单色光源

11．在双缝干涉实验装置中，正确的说法是（       ）．

A．光源必须发出单色光

B．光经过单缝成为单色光

C．光经过双缝成为两束振动情况完全相同的光

D．两束光只在屏上发生干涉

12．用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　）

A．相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等

B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的2倍

C．屏与双缝之间的距离减小，则屏上条纹间的距离增大

D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距

13．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，一同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是（　　）

A．仅将滤光片向右移动靠近单缝 B．仅将单缝与双缝的位置互换

C．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 D．仅将单缝向左移动少许

14．在“用双缝干涉测量单色光的波长”实验中（　　）

A．光源与屏之间应依次放置双缝、滤光片、单缝

B．光源与屏之间应依次放置滤光片、双缝、单缝

C．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变宽

D．实验中，若仅将双缝与屏幕之间距离增大，则屏上的干涉条纹间距将变窄

15．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的（　　）

A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏

B．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏

C．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏

D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏

二、填空题（共4题）

16．（某同学用如图甲所示的装置测量激光的波长。将一束激光照在双缝上，在光屏上观察到如图乙所示平行且等宽的明暗相间的条纹。该同学测得双缝间距为d（每个缝的宽度很窄可忽略），光屏到双缝的距离为L，经测量得出5条亮条纹中心之间的距离为a，图乙中的条纹是因为激光发生了______（填“干涉”、“衍射”）现象而产生的，经计算该激光的波长为______。

17．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可以测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(填“单缝”或“双缝”)。当研究干涉现象时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较________(填“宽”或“窄”)的双缝，或使双缝屏与光屏间的距离________(填“增大”或“减小”)。

18．如图所示为双缝干涉实验的原理图，光源S到缝、的距离相等，为、连线中垂线与光屏的交点。用波长为500nm的光实验时，光屏中央处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第2条亮条纹。当改用波长为400nm的光实验时，P处呈现第___________条__________（填“明条纹”或“暗条纹”）。为使P处呈现第2条亮条纹，可把光屏适当________（填“向左平移”或“向右平移”）。

19．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、_M_、_N_、_P_、遮光筒、毛玻璃、放大镜。

（1）M、N、P三个光学元件依次为___________。

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）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，如图乙所示。若要使两者对齐，应如何调节？___________。

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）亮条纹与分划板竖线对齐后，移动测量头，第1、4条亮条纹对应的示数如图丙所示。已知双缝间距为4.0×10-4 m，双缝到屏的距离为1.0 m，则光的波长为___________nm。（1 nm=1×10-9 m，结果保留三位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为，以某种单色光照射双缝时，在离双缝远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：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，此时手轮上的示数如图乙所示。根据以上实验，测得的这种光的波长是多少？

21．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得了成功，若他在此基础上将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动，实验仍能成功吗？为什么？

22．(1) 在双缝干涉实验中, 要减小相邻两条明条纹间的距离, 正确的做法是______

   A．改用频率较大的光                           

   B．改用在真空中波长较大的光

   C．减小双缝到屏之间的距离               

   D．改用在同一介质中传播速度较小的光

   E. 增强入射光强度

(2) 如图所示, 实线是某时刻的波形图像, 虚线是0.25 s后的波形图.

   ① 若波向左传播, 求它传播的可能距离;

   ② 若波向右传播, 求它的最大周期;

   ③ 若波速是68 m/s, 判断波的传播方向.

23．用波长为0.51μm的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹，测得两条亮条纹间距为0.5mm。将该装置放到水中并改用红光做双缝干涉实验，测得干涉条纹中两相邻亮条纹间距仍为0.5mm。若水对红光的折射率为，求红光的频率ν。（结果保留两位有效数字）

参考答案：

1．B

2．C

3．D

4．A

5．A

6．B

7．B

8．D

9．C

10．A

11．C

12．A

13．C

14．C

15．B

16．     干涉    

17．     单缝     窄     增大

18．     3     暗条纹     向右平移

19．     A     D     757

20．6.725×10-7m

21．能，

实验仍能成功，因为干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果，双缝后面的区域处处存在叠加，遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许时，根据

L变小、d、λ均没变，只是条纹间距变小

22．)ACD

①若波向左传播,它传播的可能距离为: x = (4n + 3) m   (n = 0,1,2,…)            

②若波向右传播,最大周期 Tmax = 1 s

③波向右传播.     

23．