4.4 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)-高二物理同步講義（人教版選擇性必修第一冊(cè)）（教師版）

4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；2.觀察雙縫干涉圖樣；3.測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。1.了解“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)原理,知道影響干涉條紋寬度的因素。2.經(jīng)歷用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,加深對(duì)雙縫干涉圖樣的認(rèn)識(shí)和理解,養(yǎng)成合作意識(shí)。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夤獠óa(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；觀察雙縫干涉圖樣；測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。2.實(shí)驗(yàn)原理?yè)?jù)雙縫干涉條紋間距得，波長(zhǎng)。已知雙縫間距d，再測(cè)出雙縫到屏的距離L和條紋間距Δx，就可以求得光波的波長(zhǎng)。【即學(xué)即練1】在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上出現(xiàn)的條紋情況是()A．中央明條紋最寬B．各種不同色光的暗條紋間距一樣大C．對(duì)于同種色光，光屏離雙縫距離越遠(yuǎn)明條紋的間距越小D．在相同裝置中紅光的明條紋間距比紫光的明條紋間距大【答案】D【解析】雙縫干涉條紋等間距、等寬度、等亮度，故A錯(cuò)誤；根據(jù)Δx＝λ知，不同色光，波長(zhǎng)不同，則條紋的間距不同，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Δx＝λ知，同種色光，光屏離雙縫距離越小，則條紋間距越小，故C錯(cuò)誤；根據(jù)Δx＝λ知，紅光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，則紅光的條紋間距大，故D正確．知識(shí)點(diǎn)02物理量的測(cè)量1、l的測(cè)量：雙縫到屏的距離l可用刻度尺測(cè)出。2、?x的測(cè)量：相鄰兩條亮（暗）條紋間的距離?x需要用測(cè)量頭測(cè)出。為了減小測(cè)量誤差，可測(cè)出n條亮（暗）條紋間的距離a，則?x=實(shí)驗(yàn)中用于測(cè)量干涉條紋間距的儀器叫測(cè)量頭,其外形如圖所示。(1)測(cè)量頭由分劃板、目鏡和手輪三部分構(gòu)成。(2)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,分劃板會(huì)左右移動(dòng),測(cè)量時(shí)從手輪上讀取測(cè)量數(shù)據(jù),手輪的使用與螺旋測(cè)微器類似?！炯磳W(xué)即練2】在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，(1)下列操作正確的是________．A．先調(diào)節(jié)光源高度，觀察到光束沿遮光筒的軸線傳播后再裝上測(cè)量頭B．接通電源前把輸出電壓調(diào)到小燈泡額定的電壓C．觀察到條紋比較模糊，可以調(diào)節(jié)撥桿進(jìn)行調(diào)整D．測(cè)量某亮條紋位置時(shí)，目鏡分劃板中心刻線與該亮紋邊緣重合(2)下列圖中條紋間距表示正確是________．【答案】(1)AC(2)C【解析】雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理、裝置的理解知識(shí)點(diǎn)03實(shí)驗(yàn)步驟1.將光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖所示。2.接好光源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。3.調(diào)節(jié)各元件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。4.安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10cm，這時(shí)可觀察白光的干涉條紋。5.在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。6.數(shù)據(jù)處理：已知雙縫間的距離d，根據(jù)測(cè)得的l和?x，由λ=dl【即學(xué)即練3】如圖所示，某同學(xué)在利用雙縫干涉測(cè)量單色光波長(zhǎng)時(shí)，第一次分劃板中心刻線對(duì)齊A條紋中心時(shí)(圖a)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖b所示，第二次分劃板中心刻線對(duì)齊B條紋中心時(shí)(圖c)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖d所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖b中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_(kāi)_____mm，圖d中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_(kāi)_____mm，由此可得相鄰兩亮條紋的間距Δx＝________mm，所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______m.【答案】11.516.71.36.5×10－7【解析】游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù).10分度游標(biāo)卡尺精確度為0.1mm，題圖b中游標(biāo)尺第5刻線與主尺刻線對(duì)齊，故讀數(shù)為11mm＋0.1mm×5＝11.5mm；圖d中游標(biāo)尺第7刻線與主尺刻線對(duì)齊，故讀數(shù)為16mm＋0.1mm×7＝16.7mm；故條紋間距為Δx＝

mm＝1.3mm；根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝λ，解得λ＝＝

m＝6.5×10－7

m.能力拓展能力拓展考法01用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的注意事項(xiàng)1.雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測(cè)量頭等元件。2.濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去。3.安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約5～10cm。4.調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在像屏上的光很弱。主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測(cè)量頭與遮光筒不共軸線所致。干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行。5.測(cè)量頭在使用時(shí)應(yīng)使中心刻度線對(duì)應(yīng)著亮(暗)條紋的中心。6.光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近?！镜淅?】在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．(1)以白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，你認(rèn)為正確的是______．A．單縫和雙縫必須平行放置B．各元件的中心可以不在遮光筒的軸線上C．雙縫間距離越大呈現(xiàn)的干涉條紋越密D．將濾光片移走則無(wú)干涉現(xiàn)象產(chǎn)生(2)當(dāng)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線第一次對(duì)齊A條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖戊所示．已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖戊中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為_(kāi)_______mm，所測(cè)光波的波長(zhǎng)為_(kāi)_______m．(保留兩位有效數(shù)字)(3)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，如圖己所示．則在這種情況下來(lái)測(cè)量干涉條紋的間距Δx時(shí)，測(cè)量值________實(shí)際值．(填“大于”、“小于”或“等于”)【答案】(1)AC(2)16.76.6×10－7(3)大于【解析】(1)在用狹縫觀察以線狀白熾燈為光源的光的干涉現(xiàn)象時(shí)狹縫必需與燈絲平行，這時(shí)干涉條紋與狹縫平行，狹縫與燈絲垂直時(shí)觀察不到明顯的干涉條紋．故A正確；各元件的中心必須在遮光筒的軸線上，故B錯(cuò)誤；干涉條紋的間距公式為Δx＝λ；那么雙縫間距離越大，則干涉條紋間距越小，故C正確；去掉濾光片，干涉現(xiàn)象不消失，光屏上出現(xiàn)彩色的干涉條紋，故D錯(cuò)誤．(2)圖丙中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.1×4mm＝0.4mm，所以最終讀數(shù)為11.4mm.圖戊中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為16mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.1×7mm＝0.7mm，所以最終讀數(shù)為16.7mm.相鄰干涉條紋的中心間距為：Δx＝

mm＝1.325mm.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝λ得：λ＝＝

m≈6.6×10－7

m.(3)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測(cè)量值Δx偏大．分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練一、單選題1．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)通過(guò)測(cè)量頭的目鏡觀察紅光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，如圖所示，若要使兩者對(duì)齊，小張同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)（）A．僅順時(shí)針旋轉(zhuǎn)單縫B．僅順時(shí)針旋轉(zhuǎn)雙縫C．僅逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭D．僅逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)整個(gè)遮光筒【答案】C【解析】亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，故ABD項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。故選C。2．如圖甲所示，利用激光器發(fā)射出的激光照射到雙縫上，在雙縫后面的光屏上能呈現(xiàn)出明、暗相間的干涉條紋。若實(shí)驗(yàn)中僅改變某一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件、而其他條件均不變的情況下，得到的干涉圖樣分別如圖乙和丙所示。對(duì)于這兩次實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．由于選用的激光器不同，乙圖對(duì)應(yīng)的激光的頻率較高B．雙縫到光屏的距離L不同，乙圖對(duì)應(yīng)的L較大C．雙縫的間距不同，乙圖對(duì)應(yīng)的間距較大D．激光器到雙縫的距離不同，乙圖對(duì)應(yīng)的距離較大【答案】B【解析】A．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，波長(zhǎng)λ大的干涉條紋間距Δx大，而乙圖的干涉條紋間距較大，所以乙圖對(duì)應(yīng)的光波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，頻率較小，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，乙圖對(duì)應(yīng)的干涉條紋間距Δx較大，則乙圖雙縫到光屏的距離L較大，故B正確；C．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，乙圖的干涉條紋間距Δx較大，則可能是乙圖對(duì)應(yīng)的雙縫間距d較小，故C錯(cuò)誤；D．光源到雙縫的距離不影響雙縫干涉條紋的間距，故D錯(cuò)誤。故選B。3．如圖所示，某同學(xué)對(duì)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下述現(xiàn)象中能夠觀察到的是（）A．將濾光片由紅色的換成藍(lán)色的，干涉條紋間距變寬B．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬C．換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失【答案】C【解析】ABC．根據(jù)雙縫干涉條紋間距的關(guān)系式，有紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，則條紋間距變窄，將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，不影響條紋間距，換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，則干涉條紋間距變窄。故AB錯(cuò)誤；C正確；D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象沒(méi)有消失，屏上顯示的彩色干涉圖樣。故D錯(cuò)誤。故C正確。二、實(shí)驗(yàn)題4．如圖所示，在做《用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)》的實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，用直尺量得雙縫到屏的距離為80.00cm，由雙縫上的標(biāo)識(shí)獲知雙縫間距為0.200mm，光波波長(zhǎng)為6.00×10-7m.若調(diào)至屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測(cè)量頭上的螺旋測(cè)微器去測(cè)量，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，移動(dòng)分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對(duì)齊，如圖所示，此時(shí)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為_(kāi)_______mm，此明條紋的序號(hào)定為1，其右側(cè)的明紋序號(hào)依次為第2、第3、……條明紋．從第1條明紋中心至第6條明紋中心的距離為_(kāi)_______mm.【答案】0.90012.0【解析】[1]螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm，轉(zhuǎn)動(dòng)格數(shù)估讀一位，讀數(shù)為0.5+0.01×40.0=0.900mm[2]相鄰條紋的間距則從第1條明紋中心至第6條明紋中心的距離為x=5=12.0×10-3m=12.0mm5．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長(zhǎng)。（1）圖中①所示的裝置名稱為_(kāi)_____，它在實(shí)驗(yàn)中的作用是_____________；（2）調(diào)整好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若將濾光片由紫色換為紅色，則干涉條紋間距將______（填“增大”“減小”或“不變”）；（3）某次實(shí)驗(yàn)中，若測(cè)得雙縫之間的距離為，雙縫到光屏之間的距離為，相鄰兩明紋之間的距離為，則這種光的波長(zhǎng)為_(kāi)_____。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】單縫獲得線光源增大【解析】(1)[1][2]題圖中①所示的裝置名稱為單縫，在實(shí)驗(yàn)中的作用是獲得線光源。(2)[3]根據(jù)可知，將濾光片由紫色換為紅色，光的波長(zhǎng)增大，干涉條紋間距將增大。(3)[4]根據(jù)可得代入數(shù)據(jù)解得6．在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L(zhǎng)。接通電源使光源正常工作，發(fā)出白光。(1)組裝儀器時(shí)，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在a處和b處，則_______。A．可觀察到水平方向的干涉條紋B．可觀察到豎直方向的干涉條紋C．看不到干涉現(xiàn)象(2)若取下紅色濾光片，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，則在目鏡中_______。A．觀察不到干涉條紋B．可觀察到明暗相間的白條紋C．可觀察到彩色條紋(3)若實(shí)驗(yàn)中在像屏上得到的干涉圖樣如圖2所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖2中A、B位置時(shí)，游標(biāo)尺的讀數(shù)分別為x1、x2，則入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為λ=________。分劃板刻線在某條明條紋位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖3所示，則其讀數(shù)為_(kāi)_______mm?！敬鸢浮緽C31.10【解析】(1)[1]因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a是單縫，b是雙縫，單縫是豎直放置，觀察到的是豎直方向的干涉條紋，故B正確，ACD錯(cuò)誤。(2)[2]若取下紅色濾光片，白光干涉條紋為彩色的，故C正確，ABD錯(cuò)誤。(3)[3]條紋間距又知兩式聯(lián)立得[4]此游標(biāo)卡尺精度值為0.05mm，讀數(shù)等于可動(dòng)刻度讀數(shù)與游標(biāo)尺讀數(shù)之和；故有x=31mm+0.05mm×2=31.10mm7．在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如下圖）：(1)下列說(shuō)法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的___________。（填選項(xiàng)前的字母）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊C．為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距Δx=(2)測(cè)量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為_(kāi)__________mm?！敬鸢浮緼1.970【解析】(1)[1]A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，不放上單縫和雙縫，A錯(cuò)誤；B．測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊，B正確；C．為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距Δx=，C正確；本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)，故選A。(2)按讀數(shù)規(guī)則，讀出示數(shù)為：1.5mm＋47.0×0.01mm=1.970mm。8．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。（1）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左到右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、________、________、A；（2）本實(shí)驗(yàn)的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；②按合理的順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用刻度尺測(cè)量雙縫到屏的距離；④用測(cè)量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器）測(cè)量數(shù)條亮條紋間的距離；在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意________________、________________和_____________?！敬鸢浮縀DB放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上【解析】(1)[1][2][3]濾光片E可以從白光中選出單色紅光，單縫D是獲取線光源，雙縫B是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上。所以排列順序?yàn)椋篊、E、D、B、A；(2)[4][5][6]在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上。9．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將下表中的光學(xué)元件放在如圖甲所示的光具座上，由左至右，各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為C、E、___________、___________、A（填寫元件代號(hào)）。實(shí)驗(yàn)中得到的干涉圖樣如圖乙所示，如果亮條紋1、6中心之間的距離為，雙縫之間的距離為，雙縫到屏之間的距離為，則光的波長(zhǎng)___________。元件代號(hào)ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片【答案】DB【解析】[1][2]根據(jù)本實(shí)驗(yàn)原理，單縫(D)放在濾光片后面，雙縫(B)放在單縫后面，以保證達(dá)到雙縫的是相干的單色光。[3]根據(jù)雙縫干涉的條紋間距關(guān)系式，有其中帶入解得10．用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（甲）所示。①單色光通過(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。雙縫的作用是：______；②如果測(cè)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(cè)量干涉條紋的間距時(shí)，測(cè)量值______實(shí)際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】獲得相干光源大于【解析】①[1]單色光通過(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，雙縫的作用是利用雙縫干涉獲得相干光源；②[2]如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測(cè)量值偏大；根據(jù)干涉條紋的間距公式為波長(zhǎng)測(cè)量值也是偏大。題組B能力提升練一、單選題1．用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距相等B．中央亮條紋寬度是兩邊亮條紋寬度的2倍C．屏與雙縫之間的距離減小，則屏上條紋間的距離增大D．在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距【答案】A【解析】AB．因?yàn)橄噜弮闪翖l紋或暗條紋的中心間距其中d為雙縫間的距離，l為雙縫到屏的距離，λ為光波波長(zhǎng)，可見(jiàn)相鄰兩亮條紋或暗條紋之間的距離相等，故A正確，B錯(cuò)誤；C．由公式可知l減小，屏上條紋間距減小，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)棣思t>λ藍(lán)，所以Δx紅>Δx藍(lán)，故D錯(cuò)誤。故選A。2．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖），下列說(shuō)法正確的是（）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B．為了減小測(cè)量誤差，可用測(cè)量頭測(cè)出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距C．測(cè)量某條干涉亮條紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對(duì)齊D．將濾光片放在單縫與雙縫之間將改變實(shí)驗(yàn)結(jié)果【答案】C【解析】A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，不需放單縫和雙縫，A錯(cuò)誤；B．為了減小測(cè)量誤差，可用測(cè)量頭測(cè)出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距B錯(cuò)誤；C．測(cè)量某條干涉亮條紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對(duì)齊，C正確；D．單縫可形成線光源，經(jīng)濾光片成單色光，再到雙縫，一分為二，形成相干光源，也能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣，D錯(cuò)誤。故選C。3．利用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)，裝置如圖。下列說(shuō)法中正確的是（）A．圖中分別為濾光片、雙縫和單縫，且雙縫和單縫應(yīng)平行放置B．調(diào)節(jié)光源高度，使光束沿著遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫C．僅將光屏稍向右移，則條紋的間距減小D．實(shí)驗(yàn)中將4個(gè)條紋間距誤數(shù)成5個(gè)，測(cè)得的波長(zhǎng)值偏小【答案】D【解析】A．圖中分別為濾光片、單縫和雙縫，且雙縫和單縫應(yīng)平行放置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度，使光束沿著遮光筒軸線照在屏中心，再安裝單縫和雙縫，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知僅將光屏稍向右移，L將增大，則條紋的間距增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．實(shí)驗(yàn)中將4個(gè)條紋間距誤數(shù)成5個(gè)，則偏小，根據(jù)可知測(cè)得的波長(zhǎng)值偏小，選項(xiàng)D正確故選D。4．1834年，洛埃利用單面鏡得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，為單色光源，為一平面鏡。發(fā)出的光直接照在光屏上，同時(shí)發(fā)出的光通過(guò)平面鏡反射在光屏上。設(shè)光源到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為和，光的波長(zhǎng)為。則相鄰兩條亮條紋的中心間距是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)平面鏡成像原理，光源S發(fā)出來(lái)的光，經(jīng)平面鏡反射后，相當(dāng)于從發(fā)來(lái)的光，因此兩個(gè)相干光源之間的距離為2a，如圖所示根據(jù)可得故選C。5．甲、乙兩單色光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個(gè)亮條紋的中心距離為，若，則下列說(shuō)法正確的是（）A．從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，甲光的臨界角小于乙光的臨界角B．在同一種均勻介質(zhì)中甲光的波長(zhǎng)一定小于乙光的波長(zhǎng)C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D．在同一種均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光的傳播速度【答案】D【解析】B．根據(jù)雙縫干涉的條紋間距可知，對(duì)于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，波長(zhǎng)越大，條紋間距越大，由可知在同一種均勻介質(zhì)中，甲光的波長(zhǎng)一定大于乙光的波長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知甲光的頻率小于乙光的頻率，而光子的能量，故甲光的光子能量一定小于乙光的光子能量，故C錯(cuò)誤；D．在同一種均勻介質(zhì)中，對(duì)于不同的單色光，頻率小，則折射率小，所以甲光折射率小，根據(jù)可知，甲光的傳播速度大，故D正確；A．根據(jù)可知，發(fā)生全反射時(shí)，甲光的臨界角大于乙光的臨界角，故A錯(cuò)誤。故選D。二、多選題6．利用圖示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長(zhǎng)，下列說(shuō)法中正確的有.A．實(shí)驗(yàn)裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫B．將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．測(cè)量過(guò)程中誤將5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，波長(zhǎng)測(cè)量值偏大【答案】AB【解析】A．濾光片的作用是使入射光變成單色光，單縫的作用是使入射光變成線光源，雙縫的作用是形成相干光源，其排列順序合理，故A正確；B．將濾光片由紫色的換成紅色的，波長(zhǎng)λ變長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知條紋間距△x增大，故B正確；C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，由可知與此距離無(wú)關(guān)，故干涉條紋間距不變，故C錯(cuò)誤；D．測(cè)量過(guò)程中，把5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，導(dǎo)致△x變小，則波長(zhǎng)測(cè)量值偏小，D錯(cuò)誤；故選AB.7．下列說(shuō)法中正確的是A．圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B．圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不再會(huì)有光線從bb'面射出C．圖丙和丁分別是雙縫干涉和薄膜干涉示意圖，反映出光具有波動(dòng)性D．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏．當(dāng)M固定不動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏P上的光亮度將會(huì)發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波【答案】ACD【解析】A．根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關(guān)系，可知，折射率越大，傳播速度越小，從圖中可以看出，b光線在水中偏折得厲害，即b的折射率大于a的折射率，則a在水中的傳播速度大于b的傳播速度．故A正確；B．當(dāng)入射角i逐漸增大折射角逐漸增大，由于折射角小于入射角，不論入射角如何增大，玻璃磚中的光線不會(huì)消失，故肯定有光線從bb'面射出，故B錯(cuò)誤；C．圖丙和丁分別是雙縫干涉和薄膜干涉示意圖，體現(xiàn)光具有波動(dòng)性，故C正確；D．只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故D正確。故選ACD。8．在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，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(zhǎng)有關(guān)【答案】AD【解析】A．為了獲得清晰的干涉的亮條紋，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，A正確；B．干涉條紋與雙縫平行，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)可知干涉條紋的疏密與單縫寬度無(wú)關(guān)，與光的波長(zhǎng)有關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。9．關(guān)于“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是（）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應(yīng)相互平行B．觀察到的白光的干涉圖樣是：在視野中可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級(jí)干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級(jí)亮條紋為中心左右對(duì)稱，在第一級(jí)亮條紋中紫色在最外側(cè)C．看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，且紅條紋的相鄰條紋間距比綠條紋的相鄰條紋間距大D．測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)量頭的分劃板的中心刻線對(duì)齊條紋的中心再讀數(shù)【答案】ACD【解析】A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應(yīng)相互平行，選項(xiàng)A正確；B．觀察到的白光的干涉圖樣是：在視野中可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級(jí)干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級(jí)亮條紋為中心左右對(duì)稱，在第一級(jí)亮條紋中，由于紫光的波長(zhǎng)最短，則紫色在最內(nèi)側(cè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，因紅光的波長(zhǎng)比綠光大，根據(jù)可知，且紅條紋的相鄰條紋間距比綠條紋的相鄰條紋間距大，選項(xiàng)C正確；D．測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)量頭的分劃板的中心刻線對(duì)齊條紋的中心再讀數(shù)，選項(xiàng)D正確。故選ACD。10．用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射形成的，圖乙是b光照射形成的，則關(guān)于a、b兩束單色光，下述說(shuō)法中正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光的大B．在水中a光傳播的速度比b光的大C．水對(duì)a光的折射率比b光大D．b光的波長(zhǎng)比a光的短【答案】AC【解析】AD．從圖中可以看出，a光的條紋間距小，說(shuō)明a光的波長(zhǎng)小，頻率大，故A正確，D錯(cuò)誤；C．水對(duì)頻率低的單色光的折射率小，即水對(duì)b光的折射率小，選項(xiàng)C正確；B．折射率小的光在水中的傳播速度大，即b光在水中的傳播速度大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。故選AC。三、實(shí)驗(yàn)題11．（1）小麗用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某單色光的波長(zhǎng)，圖甲中___________（填“A”或“B”）位置是雙縫的位置，部件C的作用是調(diào)節(jié)___________。（2）小麗在調(diào)節(jié)過(guò)程中，出現(xiàn)了干涉條紋是豎直的、分劃板中心刻線是傾斜的情況，如圖乙所示，這種情況可通過(guò)_________來(lái)調(diào)整。（3）通過(guò)調(diào)整，小麗從目鏡中看到如圖丙所示的圖像，當(dāng)她將中心刻線分別對(duì)準(zhǔn)第1和第5條亮條紋中央時(shí)，測(cè)量頭游標(biāo)尺讀數(shù)如圖丁、戊所示，則相鄰兩條亮條紋的條紋間距_______mm，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到波長(zhǎng)。【答案】B單縫與雙縫平行（遮光筒不動(dòng)）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭1.64【解析】（1）[1][2]小麗用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某單色光的波長(zhǎng)，圖甲中B位置是雙縫的位置，部件C的作用是調(diào)節(jié)單縫與雙縫平行；（2）[3]出現(xiàn)了干涉條紋是豎直的、分劃板中心刻線是傾斜的情況，如圖乙所示，這種情況可通過(guò)（遮光筒不動(dòng)）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭來(lái)調(diào)整；（3）[4]圖丁的讀數(shù)為10.00mm，圖戊的的讀數(shù)為16.56mm，則四個(gè)亮條紋之間的距離為則相鄰兩條亮條紋的條紋間距12．下圖為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，部分導(dǎo)線已連接．（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中未完成的電路連接好____________________．（2）在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后可能出現(xiàn)的情況有：將原線圈迅速插入副線圈時(shí)，靈敏電流計(jì)指針將______________（選填“向右偏”、“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”）．（3）研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，如圖1所示，調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻度對(duì)準(zhǔn)一條亮條紋的中心A，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為_(kāi)_________mm．移動(dòng)手輪至另一條亮條紋中心B，讀出其讀數(shù)為27.6mm．已知雙縫片與光屏間距為0.6m，所用雙縫相距0.2mm，則所測(cè)單色光波長(zhǎng)為_(kāi)________m．圖1圖2【答案】（1）如圖；（2）向右偏（3）19.46.8×10-7【解析】（1）連接電路時(shí)應(yīng)組成兩個(gè)回路：將大線圈和電流計(jì)串聯(lián)形成一個(gè)回路；將電鍵、滑動(dòng)變阻器、電源、小線圈串聯(lián)形成另一個(gè)回路即可，實(shí)物圖如下圖所示：（2）如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，說(shuō)明穿過(guò)線圈的磁通量增加，電流計(jì)的指針向右偏，合上開(kāi)關(guān)后，將原線圈迅速?gòu)母本€圈中插入時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，電流計(jì)指針將向右偏；（3）測(cè)量頭工具為10分度的游標(biāo)卡尺，故讀數(shù)為：19mm+4×0.1mm=19.4mm；根據(jù)條紋間距公式可知，，其中，d=0.2mm，l=0.6m，代入數(shù)據(jù)得：=6.8×10-7m（1）注意在該實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)回路，一個(gè)由大線圈和電流計(jì)串聯(lián)而成，另一個(gè)由電鍵、電源、小線圈串聯(lián)而成；（2）根據(jù)題意應(yīng)用楞次定律分析答題；（3）利用光的干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)原理為：，即：，讀出第一條手輪讀數(shù)a1和第二條條紋手輪讀數(shù)a2，再利用求相鄰條紋間距，代入數(shù)據(jù)便可求解波長(zhǎng)．13．在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖）：(1)下列說(shuō)法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的_________（填選項(xiàng)前的字母）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B．測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)量頭分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊C．為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)量頭測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距(2)測(cè)量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為_(kāi)_______?！敬鸢浮緼1.970【解析】(1)[1]A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，不需放單縫和雙縫，故A錯(cuò)誤；B．測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊，故B正確；C．n條亮紋之間有n－1個(gè)間距，相鄰條紋的間距故C正確。本題選錯(cuò)誤的，故選A；(2)[2]由圖可知，手輪示數(shù)為。14．如圖1是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中以白熾燈泡（，）作為光源，利用學(xué)生電源“直流”擋為白熾燈泡供電。（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小夏同學(xué)先將學(xué)生電源的擋位旋鈕打到，然后閉合開(kāi)關(guān)，電源顯示過(guò)載自動(dòng)斷電，再次閉合開(kāi)關(guān)均顯示過(guò)載。為了檢測(cè)過(guò)載的原因，進(jìn)行如下操作：①用多用電表“歐姆擋”測(cè)白熾燈泡電阻，正確操作后表盤指針如圖2所示，則燈泡應(yīng)該是_______（選擇“短路”、“斷路”或“正?！保＂趯⒍嘤秒姳磉x擇開(kāi)關(guān)撥至直流電壓“”擋，直接測(cè)量學(xué)生電源兩極電壓，正確操作后表盤指針如圖3所示，則電源電動(dòng)勢(shì)約為_(kāi)______V。③為進(jìn)一步分析燈泡與電源情況，利用該電源與其他必須的實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖4所示，則電源過(guò)載的可能原因及解決的辦法，下列說(shuō)法最合理的是________。A．連接電源時(shí)誤接了交流電壓擋，可以通過(guò)更換為直流電壓擋來(lái)解決B．電源內(nèi)阻過(guò)小，導(dǎo)致電流過(guò)大，可以通過(guò)串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻來(lái)解決C．剛通電時(shí)燈絲溫度低電阻小，電流過(guò)大，可以通過(guò)將電壓由小逐漸增大到來(lái)解決（2）解決問(wèn)題后，小夏同學(xué)利用紅色濾光片做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)獲得的干涉圖樣條紋間距過(guò)密，測(cè)量誤差較大，下列選項(xiàng)中能夠進(jìn)行有效調(diào)整的是_______。A．改用綠色濾光片B．適當(dāng)增大單縫與雙縫之間的距離C．換用間距較小的雙縫【答案】正常CC【解析】（1）[1]歐姆表的讀數(shù)為表盤示數(shù)與倍率的乘積，所以冷態(tài)燈絲的電阻為燈絲正常工作的電阻由于金屬絲電阻隨溫度的升高而增加，所以燈泡應(yīng)當(dāng)是正常的。（2）[2]最大程為50V的電壓擋的最小分度為1V，則電動(dòng)勢(shì)的值為12.2V。（3）[3]A．交流電源使直流電壓左右偏轉(zhuǎn)，則連入后立即損壞，A錯(cuò)誤；B．若是電源內(nèi)阻過(guò)小，則每次閉合電路都將自動(dòng)斷電，B錯(cuò)誤；C．燈絲電阻隨溫度的升高而增大，冷態(tài)燈絲電阻很小，電路中的電流很大，所以導(dǎo)致閉合時(shí)立即斷電，C正確。故選C。（4）[4]根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式A．綠光的波長(zhǎng)比黃光短，由公式可以知道則間距條紋的間距更小，A錯(cuò)誤；B．增大雙縫之間的距離d，同樣條紋的間距變小，B錯(cuò)誤；C．換用間距較小的雙縫，則條紋的間距變大，C正確。故選C。15．“用雙縫干涉測(cè)光波波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)屏上出