2025人教版物理重難點-選擇性必修一人教版物理重難點-必修三專題4.4 通過干涉實驗測定光的波長（含答案）

2025人教版物理重難點-選擇性必修一人教版物理重難點專題4.4通過干涉實驗測定光的波長【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1實驗原理與操作】 【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】 【題型3實驗器材的創(chuàng)新】 【題型4實驗過程和方法的創(chuàng)新】 【題型1實驗原理與操作】【例1】（2022浙江）關(guān)于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（）A.用復色光投射就看不到條紋B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D.藍光干涉條紋的間距比紅光的大【變式1-1】在“觀察光的干涉現(xiàn)象”的實驗中，將兩片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫；按如圖所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫，觀察在光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象。(1)保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙越小，屏上明暗相間的條紋間距________(填“越大”或“越小”)。(2)保持雙縫的間隙不變，光屏到雙縫的距離越大，屏上明暗相間的條紋間距________(填“越大”或“越小”)。(3)在雙縫間的距離和雙縫與屏的距離都不變的條件下，用不同顏色的光做實驗，發(fā)現(xiàn)用藍色光做實驗在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實驗時________(填“大”或“小”)。(4)在該實驗中，若所用激光的波長為5.300×10－7m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為1.855×10－6m，則在這里出現(xiàn)的應是________(填“亮條紋”或“暗條紋”)?！咀兪?-2】（2022山東卷）某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）

A.圖乙是光雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋【變式1-3】在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實驗中：(1)將激光束照在如圖乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的________。(2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)?！绢}型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】【例2】在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若實驗中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為________mm.【變式2-1】在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，實驗裝置如圖所示。(1)某同學以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀察了實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，正確的是________。A．燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D．干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)(2)當測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時，手輪上的示數(shù)如圖甲所示，該讀數(shù)為________mm。(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)實際值。【變式2-2】用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫的距離L1＝60mm，雙縫與光屏的距離L2＝700mm，單縫寬d1＝0.10mm，雙縫間距d2＝0.25mm。(1)分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮條紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖乙所示，則對準第1條時讀數(shù)x1＝______mm，對準第4條時讀數(shù)x2＝________mm，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝________mm。(2)本實驗中計算波長的公式λ＝______，求得的波長是________nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)?！咀兪?-3】現(xiàn)有：A毛玻璃屏、B雙縫、C白光光源、D單縫、E透紅光的濾光片等光學元件。要把它們放在如圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。(1)將白光光源C放在光具座的最左端，依次放置其它光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序為C、________、________、________、A。(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋的中心對齊，將該亮條紋定為第一條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，記為x1。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第六條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示，記為x2。則x2＝________mm。(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離L為0.700m，由計算式λ＝__________，求得所測紅光波長為________nm。(公式要求按題目所給具體符號填寫，計算結(jié)果保留整數(shù)，1nm＝10－9m)【題型3實驗器材的創(chuàng)新】【例3】在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題：(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________(填“甲”或“乙”).(2)將下表中的光學元件放在下圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測量光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長.元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，從左至右，表示各光學元件的排列順序應為________.(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板中心刻線在圖中A位置時游標卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖(c)所示.由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m(保留2位有效數(shù)字).【變式3-1】小沈同學進行“用雙縫干涉測量波長”的實驗，(1)其中部分器材如下：A．白熾燈B．凸透鏡C．單縫片D．濾光片E．測量頭F．雙縫片將以上器材安裝在光具座遮光筒上時，自光源起合理的順序是(填字母)：A、B、________、________、F、E。(2)某次觀察時，透過測量頭觀察到了綠光的干涉條紋，但條紋的亮度很低，為了便于測量，下列方法能夠使條紋亮度增加的是________。A．增加光源的功率B．將毛玻璃換成透明玻璃C．換一個面積更大的凸透鏡D．調(diào)節(jié)測量頭的位置(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是________。(4)如圖所示的是小沈同學參考課本上“用光傳感器做雙縫干涉的實驗”進行實驗，圖甲、乙分別對應的是第一、二次實驗得到的干涉圖線。比較甲、乙兩圖線可判斷，第一次實驗中的________。A．單縫與雙縫的縫距一定較大B．光強度較小C．光源離雙縫的距離較大D．雙縫離光傳感器的距離可能較小【變式3-2】如圖所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，現(xiàn)要利用這套裝置來測量某種單色光的波長.(1)裝置示意圖中有三個電學元件的名稱空缺，關(guān)于它們的說法正確的是________.A.①是雙縫，③是濾光片B.②是雙縫，③是單縫C.②是單縫，③是雙縫(2)用20分度的游標卡尺測量雙縫間距如圖甲所示，雙縫間距d＝________mm.(3)圖乙為實驗得到的干涉條紋，用測量頭測出了第1條和第6條亮條紋中心間的距離為Δx，已知雙縫到光屏的距離為l，則所測單色光波長的計算式為λ＝______(用題中所給的字母表示).【變式3-3】在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題。(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________。(2)將下表中的光學元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長。元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的排列順序應為________。(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離L＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板在圖中A位置時游標卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖(c)所示。由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m。【題型4實驗過程和方法的創(chuàng)新】【例4】(多選)圖中給出了“用雙縫干涉測量光的波長”實驗示意圖，雙縫S1和S2間距為0.80mm，雙縫到屏的距離為0.80m.波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫S1和S2上，在屏上形成干涉條紋.中心軸線OO′上方第1條亮紋中心位置在P1處，第3條亮紋中心位置在P2處.現(xiàn)有1號、2號蟲子分別從S1、S2出發(fā)以相同速度沿垂直屏方向飛行，1號蟲子到達屏后，沿屏直線爬行到P1,2號蟲子到達屏后，沿屏直線爬行到P2.假定兩只蟲子爬行速率均為10－3m/s.正確的是()A.1號蟲子運動路程比2號短B.兩只蟲子運動的時間差為0.2sC.兩只蟲子運動的時間差為1.0sD.已知條件不夠，兩只蟲子運動時間差無法計算【變式4-1】洛埃德在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示，從單縫S發(fā)出的光，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋。單縫S通過平面鏡成的像是S′。(1)通過如圖所示的裝置在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致。如果S被視為其中的一個縫，____________相當于另一個“縫”；(2)實驗表明，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)在界面發(fā)生反射時，在入射角接近90°時，反射光與入射光相比，相位有π的變化，即半波損失。如果把光屏移動到和平面鏡接觸，接觸點P處是__________(填寫“亮條紋”或“暗條紋”)；(3)實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h＝0.15mm，單縫到光屏的距離D＝1.2m，觀測到第3個亮條紋到第12個亮條紋的中心間距為22.78mm，則該單色光的波長λ＝________m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?！咀兪?-2】(1)干涉條紋除了可以通過雙縫干涉觀察到外，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上(圖甲)，讓單色光從上方射入(示意圖如圖乙，其中R為凸透鏡的半徑)，從上往下看凸透鏡，也可以觀察到由干涉造成圖丙所示的環(huán)狀條紋，這些條紋叫作牛頓環(huán)。如果改用波長更長的單色光照射，觀察到的圓環(huán)半徑將________(選填“變大”“變小”或“不變”)；如果換一個半徑更大的凸透鏡，觀察到的圓環(huán)半徑將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。(2)采用波長為690nm的紅色激光作為單色入射光，牛頓環(huán)的兩條相鄰亮條紋位置所對應的空氣膜的厚度差約為________。A．345nm B．690nmC．幾微米 D．幾毫米【變式4-3】用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是()

參考答案【題型1實驗原理與操作】【例1】（2022浙江）關(guān)于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（）A.用復色光投射就看不到條紋B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D.藍光干涉條紋的間距比紅光的大【答案】B【解析】用復色光投射同樣能看到條紋，A錯誤；雙縫干涉實驗中，明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，B正確；由條紋間知，把光屏前移或后移，改變了L，從而改變了條紋間距，但還可能看到明暗相間條紋，C錯誤；由條紋間知，且λ藍<λ紅，則藍光干涉條紋的間距比紅光的小，D錯誤。故選B。【變式1-1】在“觀察光的干涉現(xiàn)象”的實驗中，將兩片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫；按如圖所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫，觀察在光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象。(1)保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙越小，屏上明暗相間的條紋間距________(填“越大”或“越小”)。(2)保持雙縫的間隙不變，光屏到雙縫的距離越大，屏上明暗相間的條紋間距________(填“越大”或“越小”)。(3)在雙縫間的距離和雙縫與屏的距離都不變的條件下，用不同顏色的光做實驗，發(fā)現(xiàn)用藍色光做實驗在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實驗時________(填“大”或“小”)。(4)在該實驗中，若所用激光的波長為5.300×10－7m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為1.855×10－6m，則在這里出現(xiàn)的應是________(填“亮條紋”或“暗條紋”)。解析：(1)由Δx＝eq\f(l,d)λ可知雙縫間隙d越小，屏上明暗相間的條紋間距Δx越大。(2)由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，光屏到雙縫的距離l越大，明暗相間的條紋間距Δx越大。(3)由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，因藍色光的波長比紅色光的波長小，故用藍色光做實驗時的條紋間距比用紅色光做實驗時小。(4)屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為所用激光的波長的3.5倍，所以P點應出現(xiàn)暗條紋。答案：(1)越大(2)越大(3)小(4)暗條紋【變式1-2】（2022山東卷）某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）

A.圖乙是光雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋【答案】ACD【解析】由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；根據(jù)條紋間距公式可知照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋，故D正確。故選ACD?！咀兪?-3】在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實驗中：(1)將激光束照在如圖乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的________。(2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)。解析：(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A圖正確。(2)根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ知，雙縫間的距離d減小時，條紋間距變寬；當雙縫到屏的距離l減小時，條紋間距變窄。答案：(1)A(2)變寬變窄【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】【例2】在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若實驗中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為________mm.答案＞0.3解析雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長長，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即Δx1＞Δx2.相鄰條紋間距Δx＝eq\f(10.5mm,5)＝2.1mm＝2.1×10－3m，根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可得d＝eq\f(lλ,Δx)＝0.3mm.【變式2-1】在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，實驗裝置如圖所示。(1)某同學以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀察了實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，正確的是________。A．燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D．干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)(2)當測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時，手輪上的示數(shù)如圖甲所示，該讀數(shù)為________mm。(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)實際值。解析：(1)為了獲得清晰的干涉條紋，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，A正確；干涉條紋與雙縫平行，B錯誤；由干涉條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ可知，干涉條紋的間距與單縫寬度無關(guān)，與光的波長有關(guān)，C錯誤，D正確。(2)手輪的讀數(shù)為0.5mm＋20.0×0.01mm＝0.700mm。(3)條紋與分劃板中心刻線不平行時，有Δx實＝Δx測cosθ，θ為條紋與分劃板中心刻線間的夾角，故Δx實<Δx測。答案：(1)AD(2)0.700(3)大于【變式2-2】用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫的距離L1＝60mm，雙縫與光屏的距離L2＝700mm，單縫寬d1＝0.10mm，雙縫間距d2＝0.25mm。(1)分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮條紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖乙所示，則對準第1條時讀數(shù)x1＝______mm，對準第4條時讀數(shù)x2＝________mm，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝________mm。(2)本實驗中計算波長的公式λ＝______，求得的波長是________nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。解析：(1)對準第1條時讀數(shù)x1＝(2＋0.01×19.0)mm＝2.190mm，對準第4條時讀數(shù)x2＝(7.5＋0.01×36.9)mm＝7.869mm，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(x2－x1,4－1)＝1.893mm。(2)由條紋間距公式Δx＝eq\f(lλ,d)可得，本實驗中λ＝eq\f(d2,L2)Δx，波長λ＝eq\f(0.25×10－3,700×10－3)×1.893×10－3m≈6.76×10－7m＝676nm。答案：(1)2.1907.8691.893(2)eq\f(d2,L2)Δx676【變式2-3】現(xiàn)有：A毛玻璃屏、B雙縫、C白光光源、D單縫、E透紅光的濾光片等光學元件。要把它們放在如圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。(1)將白光光源C放在光具座的最左端，依次放置其它光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序為C、________、________、________、A。(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋的中心對齊，將該亮條紋定為第一條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，記為x1。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第六條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示，記為x2。則x2＝________mm。(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離L為0.700m，由計算式λ＝__________，求得所測紅光波長為________nm。(公式要求按題目所給具體符號填寫，計算結(jié)果保留整數(shù)，1nm＝10－9m)解析：(1)為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫。所以各光學元件的字母排列順序應為C、E、D、B、A。(2)測第6條亮條紋時，測量頭固定刻度讀數(shù)為13.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×37.0mm＝0.370mm，所以最終讀數(shù)為13.870mm。(3)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，又Δx＝eq\f(x2－x1,5)，所以λ＝eq\f(x2－x1d,5L)，測第1條亮條紋時，測量頭固定刻度讀數(shù)為2mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×32.0mm＝0.320mm，所以最終讀數(shù)為2.320mm。Δx＝eq\f(x2－x1,5)＝eq\f(13.870－2.320,5)mm＝2.310mm。所以計算式λ＝eq\f(Δxd,L)＝eq\f(2.31×10－3×2×10－4,0.700)m＝660nm。答案：(1)EDB(2)13.870(3)eq\f(x2－x1d,5L)660【題型3實驗器材的創(chuàng)新】【例3】在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題：(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________(填“甲”或“乙”).(2)將下表中的光學元件放在下圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測量光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長.元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，從左至右，表示各光學元件的排列順序應為________.(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板中心刻線在圖中A位置時游標卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖(c)所示.由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m(保留2位有效數(shù)字).答案(1)甲(2)EDBA(3)111.156.1×10－7解析(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，題圖乙是衍射圖樣.(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上D和B，就得到兩列頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序為EDBA.(3)A位置的示數(shù)為111.15mm，B位置的示數(shù)為115.45mm，題圖(a)中A、B之間的距離為(115.45－111.15)mm＝4.30mm，則相鄰條紋的間距為Δx＝eq\f(4.30,7)mm，再根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ，代入數(shù)據(jù)得波長為λ≈6.1×10－7m.【變式3-1】小沈同學進行“用雙縫干涉測量波長”的實驗，(1)其中部分器材如下：A．白熾燈B．凸透鏡C．單縫片D．濾光片E．測量頭F．雙縫片將以上器材安裝在光具座遮光筒上時，自光源起合理的順序是(填字母)：A、B、________、________、F、E。(2)某次觀察時，透過測量頭觀察到了綠光的干涉條紋，但條紋的亮度很低，為了便于測量，下列方法能夠使條紋亮度增加的是________。A．增加光源的功率B．將毛玻璃換成透明玻璃C．換一個面積更大的凸透鏡D．調(diào)節(jié)測量頭的位置(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是________。(4)如圖所示的是小沈同學參考課本上“用光傳感器做雙縫干涉的實驗”進行實驗，圖甲、乙分別對應的是第一、二次實驗得到的干涉圖線。比較甲、乙兩圖線可判斷，第一次實驗中的________。A．單縫與雙縫的縫距一定較大B．光強度較小C．光源離雙縫的距離較大D．雙縫離光傳感器的距離可能較小解析：(1)根據(jù)“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中儀器的位置可知，從左向右依次為：白色光源、凸透鏡、濾光片、單縫、雙縫、測量頭。將以上器材安裝在光具座遮光筒上時，自光源起合理的順序是：A、B、D、C、F、E。(2)為了便于測量，要使條紋亮度增加，即使得單位時間內(nèi)的光子數(shù)目增多；當增加光源的功率，導致單位時間內(nèi)的光子數(shù)目增多，故A正確；將毛玻璃換成透明玻璃，不會看到亮條紋，故B錯誤；將凸透鏡換成一個面積更大的凸透鏡，則光的強度的增強，導致亮度增加，故C正確；調(diào)節(jié)測量頭的位置，亮度不變，故D錯誤。(3)干涉條紋的寬度是指一個明條紋與一個暗條紋的寬度的和，為兩個相鄰的明條紋(或暗條紋)的中心之間的距離，故圖C是正確的，圖A、B、D錯誤。(4)由圖可知，第一次得到的條紋間距較小，根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知：單縫與雙縫的縫距對條紋間距無影響，A錯誤；光強度對條紋間距無影響，B錯誤；光源離雙縫的距離對條紋間距無影響，C錯誤；雙縫離光傳感器的距離l較小，則條紋間距較小，D正確。答案：(1)DC(2)AC(3)C(4)D【變式3-2】如圖所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，現(xiàn)要利用這套裝置來測量某種單色光的波長.(1)裝置示意圖中有三個電學元件的名稱空缺，關(guān)于它們的說法正確的是________.A.①是雙縫，③是濾光片B.②是雙縫，③是單縫C.②是單縫，③是雙縫(2)用20分度的游標卡尺測量雙縫間距如圖甲所示，雙縫間距d＝________mm.(3)圖乙為實驗得到的干涉條紋，用測量頭測出了第1條和第6條亮條紋中心間的距離為Δx，已知雙縫到光屏的距離為l，則所測單色光波長的計算式為λ＝______(用題中所給的字母表示).答案(1)C(2)2.05(3)eq\f(dΔx,5l)【變式3-3】在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題。(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________。(2)將下表中的光學元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長。元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的排列順序應為________。(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離L＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板在圖中A位置時游標卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖(c)所示。由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m。[解析](1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，圖乙是衍射圖樣。(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上D和B，就得到兩列頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序為CEDBA。(3)A位置的示數(shù)為111.10mm，B位置的示數(shù)為115.45mm，題圖(a)中A、B之間的距離為(115.45－111.10)mm＝4.35mm，則相鄰條紋的間距為Δx＝eq\f(4.35,8)mm，再根據(jù)公式Δx＝eq\f(L,d)λ，代入數(shù)據(jù)得波長為5.4×10－7m。[答案](1)甲(2)CEDBA(3)111.105.4×10－7【題型4實驗過程和方法的創(chuàng)新】【例4】(多選)圖中給出了“用雙縫干涉測量光的波長”實驗示意圖，雙縫S1和S2間距為0.80mm，雙縫到屏的距離為0.80m.波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫S1和S2上，在屏上形成干涉條紋.中心軸線OO′上方第1條亮紋中心位置在P1處，第3條亮紋中心位置在P2處.現(xiàn)有1號、2號蟲子分別從S1、S2出發(fā)以相同速度沿垂直屏方向飛行，1號蟲子到達屏后，沿屏直線爬行到P1,2號蟲子到達屏后，沿屏直線爬行到P2.假定兩只蟲子爬行速率均為10－3m/s.正確的是()A.1號蟲子運動路程比2號短B.兩只蟲子運動的時間差為0.2sC.兩只蟲子運動的時間差為1.0sD.已知條件不夠，兩只蟲子運動時間差無法計算答案AB解析由題意結(jié)合雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，該光的干涉條紋相鄰亮條紋中心的間距：Δx＝eq\f(0.80,0.80×10－3)×500×10－9m＝5×10－4m，中心軸線OO′上方第1條亮紋中心位置在P1處，所以eq\x\to(O′P1)＝Δx＝5×10－4m中心軸線OO′上方第3條亮紋中心位置在P2處，所以eq\x\to(O′P2)＝3Δx＝1.5×10－3m所以1號蟲子的路程為：s1＝l＋eq\x\to(O′P1)＋eq\f(d,2)；2號蟲子的路程為：s2＝l＋eq\x\to(O′P2)－eq\f(d,2)，則s2－s1＝eq\x\to(O′P2)－eq\x\to(O′P1)－d＝1.5×10－3m－5×10－4m－0.80×10－3m＝2×10－4m，故A正確；兩只蟲子運動的時間差Δt＝eq\f(s2－s1,v)＝eq\f(2×10－4,10－3)s＝0.2s，故B正確，C、D錯誤.【變式4-1】洛埃德在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示，從單縫S發(fā)出的光，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋。單縫S通過平面鏡成的像是S′。(1)通過如圖所示的裝置在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致。如果S被視為其中的一個縫，____________相當于另一個“縫”；(2)實驗表明，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)在界面發(fā)生反射時，在入射角接近90°時，反射光與入射光相比，相位有π的變化，即半波損失。如果把光屏移動到和平面鏡接觸，接觸點P處是__________(填寫“亮條紋”或“暗條紋”)；(3)實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h＝0.15mm，單縫到光屏的距離D＝1.2m，觀測到第3個亮條紋到第12個亮條紋的中心間距為22.78mm，則該單色光的波長λ＝________m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)根據(jù)題圖可知，如果S被視為其中的一個縫，S經(jīng)平面鏡成的像S′相當于另一個“縫”。(2)根據(jù)題意可知，把光屏移動到和平面鏡接觸，光線經(jīng)過平面鏡反射后將會有半波損失，因此接觸點P處是暗條紋。(3)條紋間距為Δy＝eq\f(22.78×10－3,12－3)m＝2.53×10－3m，根據(jù)λ＝eq\f(2h,D)Δy，代入數(shù)據(jù)解得：λ＝6.33×10－7m。答案：(1)S經(jīng)平面鏡成的像S′(2)暗條紋(3)6.33×10－7【變式4-2】(1)干涉條紋除了可以通過雙縫干涉觀察到外，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上(圖甲)，讓單色光從上方射入(示意圖如圖乙，其中R為凸透鏡的半徑)，從上往下看凸透鏡，也可以觀察到由干涉造成圖丙所示的環(huán)狀條紋，這些條紋叫作牛頓環(huán)。如果改用波長更長的單色光照射，觀察到的圓環(huán)半徑將________(選填“變大”“變小”或“不變”)；如果換一個半徑更大的凸透鏡，觀察到的圓環(huán)半徑將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。(2)采用波長為690nm的紅色激光作為單色入射光，牛頓環(huán)的兩條相鄰亮條紋位置所對應的空氣膜的厚度差約為________。A．345nm B．690nmC．幾微米 D．幾毫米解析：(1)當光程差為波長的整數(shù)倍時是亮條紋，當光程差為半個波長的奇數(shù)倍時是暗條紋；用波長更長的光照射，則出現(xiàn)亮條紋的這一厚度需遠離中心，則圓環(huán)的半徑變大；換一個表面曲率半徑更大的凸透鏡，出現(xiàn)亮條紋的這一厚度偏移中心，知圓環(huán)的半徑變大。(2)由題意知相鄰亮條紋對應的空氣層的厚度差為半個波長，故為345nm，故A正確，B、C、D錯誤。答案：(1)變大變大(2)A【變式4-3】用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是()解析：選D根據(jù)薄膜干涉的形成規(guī)律，若薄膜厚度d均勻變化時，會產(chǎn)生等間距的明暗相間的條紋，現(xiàn)在條紋間距不等，說明薄膜厚度d不是線性變化的，故A、B錯誤；由于條紋間距變大，說明薄膜厚度d的變化趨緩，反映到d-x圖像中即圖像的斜率減小，故C錯誤，D正確。專題4.4通過干涉實驗測定光的波長【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1實驗原理與操作】 【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】 【題型3實驗器材的創(chuàng)新】 【題型4實驗過程和方法的創(chuàng)新】 【題型1實驗原理與操作】【例1】（2022浙江）關(guān)于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（）A.用復色光投射就看不到條紋B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D.藍光干涉條紋的間距比紅光的大【答案】B【解析】用復色光投射同樣能看到條紋，A錯誤；雙縫干涉實驗中，明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，B正確；由條紋間知，把光屏前移或后移，改變了L，從而改變了條紋間距，但還可能看到明暗相間條紋，C錯誤；由條紋間知，且λ藍<λ紅，則藍光干涉條紋的間距比紅光的小，D錯誤。故選B。【變式1-1】在“觀察光的干涉現(xiàn)象”的實驗中，將兩片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫；按如圖所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫，觀察在光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象。(1)保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙越小，屏上明暗相間的條紋間距________(填“越大”或“越小”)。(2)保持雙縫的間隙不變，光屏到雙縫的距離越大，屏上明暗相間的條紋間距________(填“越大”或“越小”)。(3)在雙縫間的距離和雙縫與屏的距離都不變的條件下，用不同顏色的光做實驗，發(fā)現(xiàn)用藍色光做實驗在屏上明暗相間的條紋間距比用紅色光做實驗時________(填“大”或“小”)。(4)在該實驗中，若所用激光的波長為5.300×10－7m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為1.855×10－6m，則在這里出現(xiàn)的應是________(填“亮條紋”或“暗條紋”)。解析：(1)由Δx＝eq\f(l,d)λ可知雙縫間隙d越小，屏上明暗相間的條紋間距Δx越大。(2)由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，光屏到雙縫的距離l越大，明暗相間的條紋間距Δx越大。(3)由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，因藍色光的波長比紅色光的波長小，故用藍色光做實驗時的條紋間距比用紅色光做實驗時小。(4)屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為所用激光的波長的3.5倍，所以P點應出現(xiàn)暗條紋。答案：(1)越大(2)越大(3)小(4)暗條紋【變式1-2】（2022山東卷）某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）

A.圖乙是光雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋【答案】ACD【解析】由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；根據(jù)條紋間距公式可知照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋，故D正確。故選ACD。【變式1-3】在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實驗中：(1)將激光束照在如圖乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的________。(2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上均選填“變寬”“變窄”或“不變”)。解析：(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A圖正確。(2)根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ知，雙縫間的距離d減小時，條紋間距變寬；當雙縫到屏的距離l減小時，條紋間距變窄。答案：(1)A(2)變寬變窄【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】【例2】在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)．若實驗中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為________mm.答案＞0.3解析雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長長，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即Δx1＞Δx2.相鄰條紋間距Δx＝eq\f(10.5mm,5)＝2.1mm＝2.1×10－3m，根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可得d＝eq\f(lλ,Δx)＝0.3mm.【變式2-1】在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，實驗裝置如圖所示。(1)某同學以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀察了實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，正確的是________。A．燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D．干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)(2)當測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時，手輪上的示數(shù)如圖甲所示，該讀數(shù)為________mm。(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)實際值。解析：(1)為了獲得清晰的干涉條紋，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，A正確；干涉條紋與雙縫平行，B錯誤；由干涉條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ可知，干涉條紋的間距與單縫寬度無關(guān)，與光的波長有關(guān)，C錯誤，D正確。(2)手輪的讀數(shù)為0.5mm＋20.0×0.01mm＝0.700mm。(3)條紋與分劃板中心刻線不平行時，有Δx實＝Δx測cosθ，θ為條紋與分劃板中心刻線間的夾角，故Δx實<Δx測。答案：(1)AD(2)0.700(3)大于【變式2-2】用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫的距離L1＝60mm，雙縫與光屏的距離L2＝700mm，單縫寬d1＝0.10mm，雙縫間距d2＝0.25mm。(1)分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮條紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖乙所示，則對準第1條時讀數(shù)x1＝______mm，對準第4條時讀數(shù)x2＝________mm，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝________mm。(2)本實驗中計算波長的公式λ＝______，求得的波長是________nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。解析：(1)對準第1條時讀數(shù)x1＝(2＋0.01×19.0)mm＝2.190mm，對準第4條時讀數(shù)x2＝(7.5＋0.01×36.9)mm＝7.869mm，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(x2－x1,4－1)＝1.893mm。(2)由條紋間距公式Δx＝eq\f(lλ,d)可得，本實驗中λ＝eq\f(d2,L2)Δx，波長λ＝eq\f(0.25×10－3,700×10－3)×1.893×10－3m≈6.76×10－7m＝676nm。答案：(1)2.1907.8691.893(2)eq\f(d2,L2)Δx676【變式2-3】現(xiàn)有：A毛玻璃屏、B雙縫、C白光光源、D單縫、E透紅光的濾光片等光學元件。要把它們放在如圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。(1)將白光光源C放在光具座的最左端，依次放置其它光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序為C、________、________、________、A。(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋的中心對齊，將該亮條紋定為第一條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，記為x1。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第六條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示，記為x2。則x2＝________mm。(3)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離L為0.700m，由計算式λ＝__________，求得所測紅光波長為________nm。(公式要求按題目所給具體符號填寫，計算結(jié)果保留整數(shù)，1nm＝10－9m)解析：(1)為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫。所以各光學元件的字母排列順序應為C、E、D、B、A。(2)測第6條亮條紋時，測量頭固定刻度讀數(shù)為13.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×37.0mm＝0.370mm，所以最終讀數(shù)為13.870mm。(3)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，又Δx＝eq\f(x2－x1,5)，所以λ＝eq\f(x2－x1d,5L)，測第1條亮條紋時，測量頭固定刻度讀數(shù)為2mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×32.0mm＝0.320mm，所以最終讀數(shù)為2.320mm。Δx＝eq\f(x2－x1,5)＝eq\f(13.870－2.320,5)mm＝2.310mm。所以計算式λ＝eq\f(Δxd,L)＝eq\f(2.31×10－3×2×10－4,0.700)m＝660nm。答案：(1)EDB(2)13.870(3)eq\f(x2－x1d,5L)660【題型3實驗器材的創(chuàng)新】【例3】在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題：(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________(填“甲”或“乙”).(2)將下表中的光學元件放在下圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測量光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長.元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，從左至右，表示各光學元件的排列順序應為________.(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板中心刻線在圖中A位置時游標卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖(c)所示.由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m(保留2位有效數(shù)字).答案(1)甲(2)EDBA(3)111.156.1×10－7解析(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，題圖乙是衍射圖樣.(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上D和B，就得到兩列頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序為EDBA.(3)A位置的示數(shù)為111.15mm，B位置的示數(shù)為115.45mm，題圖(a)中A、B之間的距離為(115.45－111.15)mm＝4.30mm，則相鄰條紋的間距為Δx＝eq\f(4.30,7)mm，再根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ，代入數(shù)據(jù)得波長為λ≈6.1×10－7m.【變式3-1】小沈同學進行“用雙縫干涉測量波長”的實驗，(1)其中部分器材如下：A．白熾燈B．凸透鏡C．單縫片D．濾光片E．測量頭F．雙縫片將以上器材安裝在光具座遮光筒上時，自光源起合理的順序是(填字母)：A、B、________、________、F、E。(2)某次觀察時，透過測量頭觀察到了綠光的干涉條紋，但條紋的亮度很低，為了便于測量，下列方法能夠使條紋亮度增加的是________。A．增加光源的功率B．將毛玻璃換成透明玻璃C．換一個面積更大的凸透鏡D．調(diào)節(jié)測量頭的位置(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是________。(4)如圖所示的是小沈同學參考課本上“用光傳感器做雙縫干涉的實驗”進行實驗，圖甲、乙分別對應的是第一、二次實驗得到的干涉圖線。比較甲、乙兩圖線可判斷，第一次實驗中的________。A．單縫與雙縫的縫距一定較大B．光強度較小C．光源離雙縫的距離較大D．雙縫離光傳感器的距離可能較小解析：(1)根據(jù)“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中儀器的位置可知，從左向右依次為：白色光源、凸透鏡、濾光片、單縫、雙縫、測量頭。將以上器材安裝在光具座遮光筒上時，自光源起合理的順序是：A、B、D、C、F、E。(2)為了便于測量，要使條紋亮度增加，即使得單位時間內(nèi)的光子數(shù)目增多；當增加光源的功率，導致單位時間內(nèi)的光子數(shù)目增多，故A正確；將毛玻璃換成透明玻璃，不會看到亮條紋，故B錯誤；將凸透鏡換成一個面積更大的凸透鏡，則光的強度的增強，導致亮度增加，故C正確；調(diào)節(jié)測量頭的位置，亮度不變，故D錯誤。(3)干涉條紋的寬度是指一個明條紋與一個暗條紋的寬度的和，為兩個相鄰的明條紋(或暗條紋)的中心之間的距離，故圖C是正確的，圖A、B、D錯誤。(4)由圖可知，第一次得到的條紋間距較小，根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知：單縫與雙縫的縫距對條紋間距無影響，A錯誤；光強度對條紋間距無影響，B錯誤；光源離雙縫的距離對條紋間距無影響，C錯誤；雙縫離光傳感器的距離l較小，則條紋間距較小，D正確。答案：(1)DC(2)AC(3)C(4)D【變式3-2】如圖所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，現(xiàn)要利用這套裝置來測量某種單色光的波長.(1)裝置示意圖中有三個電學元件的名稱空缺，關(guān)于它們的說法正確的是________.A.①是雙縫，③是濾光片B.②是雙縫，③是單縫C.②是單縫，③是雙縫(2)用20分度的游標卡尺測量雙縫間距如圖甲所示，雙縫間距d＝________mm.(3)圖乙為實驗得到的干涉條紋，用測量頭測出了第1條和第6條亮條紋中心間的距離為Δx，已知雙縫到光屏的距離為l，則所測單色光波長的計算式為λ＝______(用題中所給的字母表示).答案(1)C(2)2.05(3)eq\f(dΔx,5l)【變式3-3】在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題。(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________。(2)將下表中的光學元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長。元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的排列順序應為________。(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離L＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板在圖中A位置時游標卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖(c)所示。由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m。[解析](1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，圖乙是衍射圖樣。(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上D和B，就得到兩列頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序為CEDBA。(3)A位置的示數(shù)為111.10mm，B位置的示數(shù)為115.45mm，題圖(a)中A、B之間的距離為(115.45－111.10)mm＝4.35mm，則相鄰條紋的間距為Δx