2026高考一轮总复习 物理课件_实验十八　用双缝干涉测量光的波长_含解析

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（1）观察双缝干涉图样
①将光源、 、毛玻璃依次安放在光具座上，如图所示。
②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。
③调节各器件的高度和角度，使光源灯丝发出的光能沿 ⁠轴线到达光屏。
④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于 的轴线上，使单缝与双缝 ，二者间距约为5～10 cm。
⑤在单缝和光源间放上 ，观察单色光的干涉条纹。
（2）测量单色光的波长
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心，记下此时手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数an。
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l（d是已知的）。
④改变双缝间的距离d、双缝到屏的距离l，重复测量。
（3）计算多组数据，求λ的平均值。
由于光波的波长很短，双缝到光屏的距离l和条纹间距Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大，是本实验误差的主要来源。
①l的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。
②Δx的测量：使用测量头测量，测出n条亮条纹间的距离a，则Δx＝ ，同样可以多测几次求平均值，进一步减小实验误差。
（1）安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的 上，并使单缝、双缝平行且间距适当。
（2）光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝 且靠近。
（3）照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝、单缝、双缝、测量头及遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行。
（2024·河北高考11题节选）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
根据表中数据，判断单色光1为 （填“红光”或“绿光”）。
某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数如图丙所示，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第六条亮条纹的中心，此时游标尺上的示数如图丁所示。
（1）图丙的读数x1＝ mm。
解析：（1）题图丙中的主尺读数为0 mm，游标尺读数为3×0.05 mm＝0.15 mm，所以题图丙的读数x1＝0＋0.15 mm＝0.15 mm。
（2）图丁的读数x2＝ mm。
解析：（2）题图丁中的主尺读数为8 mm，游标尺读数为19×0.05 mm＝0.95 mm，所以题图丁的读数x2＝8 mm＋0.95 mm＝8.95 mm。
（3）实验中所用的双缝间的距离d＝0.20 mm，双缝到屏的距离L＝60 cm，则实验中计算波长的表达式λ＝ （用题目中给出的已知量和直接测量量的符号表示）。
（4）根据以上数据，可得光的波长λ＝ nm。
洛埃德（H. Llyd）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）通过洛埃德镜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， ⁠ 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，S经平面镜成的像S'相当于另一个“缝”。
S经平面镜成
（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 ⁠。
（3）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，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 （选填“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。
（4）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15 mm，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22.78 mm，则该单色光的波长λ＝ m（结果保留三位有效数字）。
创新分析1. 实验器材创新：利用从单缝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，获取相干光源。2. 实验原理创新：实验中通过洛埃德镜得到光源S的像S'，S发出的光线与通过镜面反射的光线发生干涉，相当于S与S'处有相干光源。
1. （2025·浙江绍兴市月考）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。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 ⁠。
解析： 若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行，要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。故选C。
（2）要增大观察到的条纹间距，正确的做法是 ⁠。
2. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点：
以上几点中，你认为正确的是 （选填选项前字母）。
解析： 为了获得清晰的干涉条纹，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，A正确；由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行，B错误；干涉条纹的疏密与单缝宽度无关，与光的波长有关，C错误，D正确。
（2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为 mm。
解析： 手轮的读数为0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm。
（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，如图丙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值 ⁠（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
解析： 条纹与分划板不平行时，实际值Δx实＝Δx测cs θ，θ为条纹与分划板竖直刻线间的夹角，故Δx实＜Δx测。
3. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距d＝0.2 mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，光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。
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度。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乙a所示，图乙a中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙b中游标卡尺上的读数 x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙a所示，此时图丙b中游标卡尺上的读数x2＝ mm。
解析： 由游标卡尺的读数规则可知x2＝15 mm＋1×0.02 mm＝15.02 mm。
（2）利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明条纹（或暗条纹）间的距离Δx＝ mm；这种色光的波长λ＝ nm。
4. （2025·重庆渝中区月考）如图甲所示，用双缝干涉实验装置来测量光的波长。
（1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并保证单缝和双缝 （填“平行”或者“垂直”）。
解析： 实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并保证单缝和双缝平行。
（2）若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向 （填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示，x1＝0.045 mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图丙所示，则相邻两条亮条纹的间距是 mm（结果保留三位有效数字）。
5. （2025·湖南常德模拟）某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光波长。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：
（1）关于本实验下列说法正确的是 ⁠。
（2）某次测量时，选用的双缝间距为0.4 mm，测得屏与双缝间的距离为0.5 m，用某种单色光实验得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数如图丙中所示，则A位置对应的读数为 mm。B位置对应的读数为15.6 mm，则所测单色光的波长约为 nm（结果保留整数部分）。

6. （2025·湖北黄冈模拟）做“用双缝干涉测量光的波长”实验中，使用的双缝间距d＝0.20 mm，双缝到光屏的距离L＝600 mm，观察到的干涉条纹如图甲所示。

（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图乙所示，则相邻亮纹的间距Δx＝ mm（结果保留三位小数）。
（2）计算单色光的波长的公式λ＝ （用L、d、x1、x2表示）。
（3）代入数据计算单色光的波长λ＝ m（结果保留两位有效数字）。
（4）图丙为实验装置示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向右微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹 ⁠。