2025年高考物理二轮复习第十三章　光学 实验十九　用双缝干涉实验测量光的波长课件+讲义（教师+学生）+跟踪练习

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例1 (2024·广东中山外国语模拟)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图3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，下列说法中正确的是________。A.干涉条纹与双缝垂直B.单缝和双缝应相互平行放置C.若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样D.想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
(2)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，此时手轮上螺旋测微器示数如图4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。
解析　由题图乙可知，螺旋测微器的固定刻度读数为13.5 mm，可动刻度的读数为0.01×37.0 mm＝0.370 mm，则手轮上的示数为x2＝13.5 mm＋0.370 mm＝13.870 mm。答案　13.870　
(3)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离L为0.600 m，求所测量光的波长为________m(结果保留3位有效数字)。
答案　7.70×10－7
1.用双缝干涉测量光的波长实验装置如图5所示，得到不同色光、不同双缝的干涉条纹，如图甲、乙、丙所示。甲、乙为不同单色光通过相同双缝产生的条纹，乙、丙为同种单色光通过不同双缝产生的条纹，下列说法正确的是________。A.若单缝和双缝不平行，毛玻璃上没有干涉条纹B.在遮光筒中没有干涉现象发生C.甲图单色光波长小于乙图单色光波长D.乙图双缝间距小于丙图双缝间距
2.某同学利用如图6所示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________。A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间C.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间D.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以换用间距更小的双缝
(2)某次测量时，选用的双缝的间距为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7所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数也如图7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)。
(3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，如图8所示，在这种情况测量相邻条纹间距Δx，则波长λ的测量值__________(填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
答案　(1)AC　(2)10.9　624　(3)大于
例2 洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图9所示，单色光从单缝S射出，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　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，S′相当于另一个“缝”。答案　S′　
(2)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个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则该单色光的波长λ＝________m(结果保留1位有效数字)。
(3)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.将平面镜稍向上移动一些B.将平面镜稍向右移动一些C.将光屏稍向右移动一些D.将光源由红色光改为绿色光
1.(2024·广东佛山市一中模拟)在利用“双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距为d，双缝到光屏间的距离为L，在调好实验装置后，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，当分划板在图1中B位置时，对应游标卡尺读数如图，则：
(1)分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB＝________mm。(2)若分划板在图中A位置时游标卡尺读数为xA(xA解析　(1)由图可知游标卡尺主尺刻度为15 mm，而游标尺为10分度值，精度为0.1 mm，游标尺第5格与主尺刻度对齐，可知游标尺读数为5×0.1 mm＝0.5 mm，分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB＝15 mm＋0.5 mm＝15.5 mm。
2.(2024·湖北黄冈模拟)做“用双缝干涉测光的波长”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2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3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2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________。A.向左移动B.向右移动C.间距变大D.间距变小
3.(2024·广东梅州模拟)如图3甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，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。
(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺游标尺为20分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数如图丙所示，此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A、B条纹间的距离x＝8.40 mm。则经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝________(用题目中所给字母写出表达式)，利用上述测量结果，经计算可得波长λ＝________m(保留2位有效数字)。
(2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好，若他对实验装置进行了调整后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是________。A.仅增加光源与滤光片间的距离B.仅增加单缝与双缝间的距离C.仅将单缝与双缝的位置互换D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片
4.(2024·广东中山纪念中学高三月考)如图4所示，用双缝干涉实验装置来测量光的波长。
图4(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”)。(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5甲所示，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乙所示，则相邻两亮条纹的间距是________mm(结果保留3位有效数字)。
(4)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6所示，用这种情况下测量得到的干涉条纹的间距Δx计算，则光的波长测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
答案　(1)平行　(2)远离　(3)1.61　(4)大于
解析　(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，并保证单缝和双缝平行。
5.寒假期间小明利用图7甲所示的物品，测量了某型号刀片的厚度。
实验过程如下：(1)点燃蜡烛，用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑；(2)并齐捏紧两片刀片，在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕；(3)如图乙所示，将激光光源和玻璃片固定在桌上，并将作为光屏的白纸固定在距离足够远的墙上。
(4)打开激光光源，调整光源的高度并使激光沿水平方向射出，恰好能垂直入射在两划痕上。(5)观察白纸上的干涉条纹如图丙所示。用刻度尺测出a、b两点间的距离为________cm，则两相邻暗纹中心之间的距离Δx＝________cm。
图7(6)测得玻璃片到光屏的距离L＝3.00 m，已知该红色激光的波长λ＝700 nm，利用公式求出双划痕间距d＝________mm，即为刀片厚度(结果保留2位有效数字)。