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4　实验：用双缝干涉测量光的波长
[学习目标]　1.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量，知道测量头的使用方法，会测量亮条纹的间距(重点)。2.知道获得干涉图样的实验操作要求，理解实验中满足干涉条件的方法(重点)。3.经历实验过程，会设计实验数据记录表并记录数据，会根据给出的波长表达式计算不同色光的波长(难点)。
一、实验思路
1.实验原理
在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的，l是双缝到屏的距离，可以测出，由公式Δx=λ可知，只要再测出相邻两条亮条纹(或相邻两条暗条纹)中心间距Δx，即可由公式λ=Δx计算出入射光波长的大小。
2.物理量的测量
(1)l的测量：用刻度尺测出。
(2)Δx 的测量：用测量头测出。
二、实验准备
如图所示为双缝干涉仪，包含光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、目镜。另外，还需要学生电源、导线、刻度尺等。
1.将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。此时毛玻璃屏上观察的光很暗，应如何进行调整？
答案　调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。
2.安装单缝和双缝时，两者间距约5~10 cm，为了观察到清晰的干涉图样，放置时还需注意什么？
答案　尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行。
3.在单缝和光源间放上滤光片，可观察到单色光的双缝干涉图样，若仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，观察到的干涉条纹会有什么变化？
答案　由红暗相间的干涉条纹变为蓝暗相间的条纹，且条纹间距变小。
常见问题的成因：照在光屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。
三、数据获取与分析
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另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹。
3. 用刻度尺测量双缝到屏间的距离l，多次测量取平均值填入表格，双缝间距d已知。
4.将数据记录到表格，计算出该单色光的波长。
测量 次数 双缝 宽度d 双缝到 屏间的 距离l 第1条 亮纹位 置a1 第n条 亮纹位 置a2 条纹间 距Δx 波长 λ 波长 的平 均值
1
2
3
5.换用不同的滤光片，测量不同颜色的单色光的波长。
1.上述测量方法中，相邻两亮条纹间距应如何计算？
答案　Δx=。
2.上述过程中，哪些处理方式是用来减小测量误差的？
答案　(1)测量条纹间距Δx时，先测出多条亮条纹间的距离，然后计算出相邻亮条纹的间距；
(2)在测量双缝到光屏的距离l、条纹间距Δx时均采用多次测量，求出λ的平均值减小误差。
由于光波的波长很小，双缝到光屏的距离l和相邻亮条纹间距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。
四、其他注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。
2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。
3.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。
4.测量头在使用时应使中心刻线对齐亮条纹的中心。
五、创新方案：用光传感器做双缝干涉的实验
1.实验装置
光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器。这个实验的光路是自上而下的。
2.光传感器是一个小盒，在图中为白色狭长矩形部分，沿矩形的长边分布着许多光敏单元。这个传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示屏上显示出来。根据显示器上干涉图像的条纹间距，从而算出光的波长。
3.这种方法除了同样可以测量条纹间距外，它还可以方便、形象地在显示屏上展示亮条纹的分布，并能定量地描绘传感器上各点的光照强度。
例1　某实验小组用双缝干涉测量光的波长。
(1)关于本实验下列选项正确的是　　　　　；
A.单缝和双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.图甲中P处放置双缝
D.图甲中M处放置滤光片，N处放置双缝
E.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
(2)将测量头分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹。手轮上的示数为3.730 mm，转动手轮，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，手轮上的示数如图乙所示，读数为　　　　　　 mm。已知双缝间距d=0.3 mm，双缝到光屏的距离L=600 mm，则光的波长λ=　　　　　　 nm；
(3)以下操作，可使条纹间距变大的是　　　　。
A.将滤光片由红色换成蓝色
B.增大单缝与双缝的距离
C.增大双缝与光屏的距离
D.换一个间距更大的双缝
(4)若测量头中观察到的图样如图丙所示，则波长的测量值　　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
答案　(1)AC　(2)10.330　660　(3)C　(4)大于
解析　(1)单缝和双缝必须平行放置，故A正确；
干涉条纹与双缝平行，故B错误；
本实验应先得到单色光，再得到相干光，所以题图甲中M处放置滤光片，N处放置单缝，P处放置双缝，故C正确，D错误；
由公式Δx=λ，l为双缝到光屏的距离，d为双缝间距，所以干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无关，故E错误。
(2)螺旋测微器的精确度为0.01 mm，
通过格数估读到0.001 mm，
则读数为
10 mm+33.0×0.01 mm=10.330 mm。
由题有相邻两条亮条纹间距为
Δx= mm=1.320 mm
由Δx=λ，
得λ== m
=660 nm
(3)根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ，红色换成蓝色，波长变短，则条纹间距变小，故A错误；增大单缝到双缝的距离，不能改变条纹间距，故条纹间距不变，故B错误；增大双缝到光屏的距离l，则条纹间距变大，故C正确；换一个间距更大的双缝，即d增大，故条纹间距变小，故D错误。
(4)条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值Δx实=Δx测cos θ
θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，
则有Δx实<Δx测
由于λ=，
可知波长的测量值大于实际值。
例2　用光传感器做双缝干涉的实验，如图甲所示是实验装置图。
(1)下列关于本实验的操作与叙述正确的是　　　　。
A.干涉图像中，相邻两个波峰之间的距离即相邻两条亮条纹中心的间距
B.双缝挡板不动，下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，则干涉条纹间距减小
C.光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，则干涉条纹间距不变
D.减小双缝间距，干涉条纹间距也减小
(2)在不改变双缝的间距和双缝到光传感器的距离的前提下，用红光和绿光做了两次实验，图中的乙、丙分别对应这两次实验得到的干涉图像，红光的图像是　　　　　(选填“乙”或“丙”)。
答案　(1)A　(2)丙
解析　(1)相邻两个波峰之间的距离即相邻两条亮条纹中心的间距，A正确；
根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，若下移光源，干涉条纹间距不变，B错误；
光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，即减小双缝与光传感器间距离，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，干涉条纹间距会减小，C错误；
减小双缝间距，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，干涉条纹间距增大，D错误。
(2)由Δx=λ可知，
波长越长，条纹间距越大，故红光的图像是丙。
课时对点练
[分值：40分]
[1、2题，每题4分]
1.(多选)物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。如图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是(　　)
A.N应选用遮光屏1 B.N应选用遮光屏3
C.O应选用遮光屏2 D.O应选用遮光屏4
答案　AC
解析　在双缝干涉实验中，光线要先通过单缝，再通过双缝，形成相干光源，且线光源应和单缝、双缝均平行，因此N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2，故选项A、C正确。
2.(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图)，下列说法正确的是(　　)
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.测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx=
D.若取下滤光片，屏上将出现彩色的干涉条纹
答案　BCD
解析　调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B正确；n条亮条纹之间有n-1个间距，相邻两条亮条纹的间距Δx=，故C正确；滤光片的作用是获得单色光，取下滤光片后，入射光为白光，光屏上将出现彩色的干涉条纹，故D正确。
3.(8分)(2025·吉林市第一中学高一期末)某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的装置如图所示。
(1)(2分)在通过目镜观察干涉条纹，转动测量头上的手轮时，在视野中看到的是　　　　　　　　(填“干涉条纹”或“分划板中心线”)在移动。
(2)(3分)用测量头测量相邻亮条纹间的距离Δx时，分划板中心线对准的位置应该是　　　　　。
A.暗条纹的中心 B.亮条纹的中心
C.亮条纹的边缘 D.任意位置
(3)(3分)测量相邻红色亮条纹间的距离时，转动手轮，使分划板中心线移过的条纹的个数，较为合适的是　　　　　。
A.1条 B.2条
C.5条 D.20条
答案　(1)分划板中心线　(2)B　(3)C
解析　(1)在通过目镜观察干涉条纹，转动测量头上的手轮时，在视野中看到的是分划板中心线在移动。
(2)用测量头测量相邻亮条纹间的距离Δx时，分划板中心线对准的位置应该是亮条纹的中心。故选B。
(3)测量相邻红色亮条纹间的距离时，为了减小误差，转动手轮，使分划板中心线移过的条纹的个数不能太多也不能太少，较为合适的是5条。故选C。
4.(8分)(2025·甘肃省民乐县第一中学高二期中)用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测量光的波长”实验，首先将实验仪器按图甲所示的方式安装在光具座上。
(1)(2分)下列做法，有助于减小实验误差的是　　　　；
A.将单缝拆下
B.将单缝与双缝的位置互换
C.增大单缝与双缝间的距离
D.一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹的间距
(2)(4分)某同学选用红色滤光片进行测量，使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐，此时测量头上的游标卡尺部分示数如图乙所示(图乙为50分度游标卡尺)，其读数x1=　　　　　　 mm。然后转动手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐，此时游标卡尺的读数为x2(x2>x1)，已知亮条纹A、B间还有4条亮条纹，则相邻亮条纹的间距为　　　　　　　　(用x1和x2表示)；
(3)(2分)若相邻亮条纹的间距记为Δx，双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l，则测量得到的单色光波长λ=　　　　　　(用Δx、d和l表示)。
答案　(1)D　(2)10.36　　(3)Δx
解析　(1)将单缝拆下，或将单缝与双缝的位置互换，则无法获得相干光源，实验无法完成，A、B错误；增大单缝与双缝间的距离，不影响双缝到屏之间的距离，对实验结果没有影响，C错误；一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距，这样有助于减小实验误差，D正确。
(2)由题可知，游标卡尺的精确度为
mm=0.02 mm，
故游标卡尺的读数为
x1=10 mm+18×0.02 mm=10.36 mm，
由于条纹A、B间还有4条亮条纹，
则相邻亮条纹的间距为Δx=
(3)由干涉条纹的间距公式Δx=λ，
可得单色光的波长为λ=Δx。
5.(8分)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。
(1)(2分)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则　　　　　。
A.可观察到水平方向的干涉条纹
B.可观察到竖直方向的干涉条纹
C.看不到干涉现象
(2)(4分)若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，测量头上的分划板中心刻线在图乙中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2(已知x1(3)(2分)光屏上出现的明暗相间条纹如图丁所示，光屏上P、P1、P2处是亮条纹，Q1、Q2处是暗条纹，P到S1、S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上　　　　　。
A.P处可能出现暗条纹
B.不再出现明暗相间的条纹
C.明暗相间的条纹间距变窄
D.原P1处的第一级亮条纹向P点靠近
答案　(1)B　(2)　31.20　(3)CD
解析　(1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则可观察到竖直方向的干涉条纹，故选B。
(2)条纹间距为Δx=，
根据Δx=λ，
可得入射的单色光波长的计算表达式为
λ=，
游标卡尺读数为
31 mm+0.05×4 mm=31.20 mm。
(3)如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光在遮光筒内的波长变小，但是P点到双缝的距离之差仍为零，则P点仍是亮条纹，在屏上仍会出现明暗相间的条纹，根据Δx=λ，波长变小，则条纹间距变小；原P1处的第一级亮条纹向P点靠近，选项A、B错误，C、D正确。
6.(8分)(2025·重庆市渝中区高二期末)洛埃镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，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)(2分)通过洛埃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”；
(2)(2分)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12 mm，单缝S到光屏的距离D=1.0 m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900 mm，则该单色光的波长λ=　　　　　　 nm；
(3)(2分)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离　　　　；
A.将平面镜稍向下移动一些
B.将平面镜稍向左移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光屏稍向上移动一些
(4)(2分)实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点P处是　　　　　　　(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
答案　(1)S'　(2)696　(3)C　(4)暗条纹
解析　(1)通过洛埃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”。
(2)等效双缝间的距离为d=2h，
根据双缝干涉条纹间距公式可知x=λ，
代入数据，联立解得λ=696 nm
(3)根据x=λ可知，增大D，即将光屏向右移动；减小d，即将平面镜向上移动；增大波长λ，均能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离。故选C。
(4)如果把光屏移动到和平面镜接触，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”，故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π，所以接触点P处是暗条纹。(共49张PPT)
第
四
章
实验：用双缝干涉测量光的波长
4
1.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量，知道测量头的使用方法，会测量亮条纹的间距(重点)。
2.知道获得干涉图样的实验操作要求，理解实验中满足干涉条件的方法(重点)。
3.经历实验过程，会设计实验数据记录表并记录数据，会根据给出的波长表达式计算不同色光的波长(难点)。
学习目标
一、实验思路
1.实验原理
在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的，l是双缝到屏的距离，可以
测出，由公式Δx= 可知，只要再测出相邻两条亮条纹(或相邻两条暗
条纹)中心间距Δx，即可由公式λ= 计算出入射光波长的大小。
2.物理量的测量
(1)l的测量：用刻度尺测出。
(2)Δx 的测量：用测量头测出。
λ
Δx
二、实验准备
如图所示为双缝干涉仪，包含光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、目镜。另外，还需要学生电源、导线、刻度尺等。
1.将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。此时毛玻璃屏上观察的光很暗，应如何进行调整？
答案　调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒的轴线到达光屏。
2.安装单缝和双缝时，两者间距约5~10 cm，为了观察到清晰的干涉图样，放置时还需注意什么？
答案　尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行。
3.在单缝和光源间放上滤光片，可观察到单色光的双缝干涉图样，若仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，观察到的干涉条纹会有什么变化？
答案　由红暗相间的干涉条纹变为蓝暗相间的条纹，且条纹间距变小。
常见问题的成因：照在光屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。
三、数据获取与分析
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另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹。
3.用刻度尺测量双缝到屏间的距离l，多次测量取平均值填入表格，双缝间距d已知。
4.将数据记录到表格，计算出该单色光的波长。
测量 次数 双缝 宽度d 双缝到屏间的距离l 第1条亮纹位置a1 第n条亮纹位置a2 条纹间 距Δx 波长 λ 波长的
平均值
1
2
3
5.换用不同的滤光片，测量不同颜色的单色光的波长。
1.上述测量方法中，相邻两亮条纹间距应如何计算？
答案　Δx=。
2.上述过程中，哪些处理方式是用来减小测量误差的？
答案　(1)测量条纹间距Δx时，先测出多条亮条纹间的距离，然后计算出相邻亮条纹的间距；
(2)在测量双缝到光屏的距离l、条纹间距Δx时均采用多次测量，求出λ的平均值减小误差。
由于光波的波长很小，双缝到光屏的距离l和相邻亮条纹间距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。
四、其他注意事项
1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。
2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。
3.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。
4.测量头在使用时应使中心刻线对齐亮条纹的中心。
五、创新方案：用光传感器做双缝干涉的实验
1.实验装置
光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，右面是光传感器。这个实验的光路是自上而下的。
2.光传感器是一个小盒，在图中为白色狭长矩形部分，
沿矩形的长边分布着许多光敏单元。这个传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示屏上显示出来。根据显示器上干涉图像的条纹间距，从而算出光的波长。
3.这种方法除了同样可以测量条纹间距外，它还可以方便、形象地在显示屏上展示亮条纹的分布，并能定量地描绘传感器上各点的光照强度。
某实验小组用双缝干涉测量光的波长。
(1)关于本实验下列选项正确的是　　　；
A.单缝和双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.图甲中P处放置双缝
D.图甲中M处放置滤光片，N处放置双缝
E.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
例1
AC
单缝和双缝必须平行放置，故A正确；
干涉条纹与双缝平行，故B错误；
本实验应先得到单色光，再得到相干光，所以题图甲中M处放置滤光片，N处放置单缝，P处放置双缝，故C正确，D错误；
由公式Δx=λ，l为双缝到光屏的距离，d为双缝间距，所以干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无关，故E错误。
(2)将测量头分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹。手轮上的示数为3.730 mm，转动手轮，分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，手轮上的示数如图乙所示，读数为　　　　 mm。已知双缝间距d=0.3 mm，双缝到光屏的距离L=600 mm，则光的波长λ=
　　　 nm；
10.330
660
螺旋测微器的精确度为0.01 mm，
通过格数估读到0.001 mm，
则读数为10 mm+33.0×0.01 mm=10.330 mm。
由题有相邻两条亮条纹间距为
Δx= mm=1.320 mm
由Δx=λ，
得λ== m=660 nm
(3)以下操作，可使条纹间距变大的是　　　。
A.将滤光片由红色换成蓝色
B.增大单缝与双缝的距离
C.增大双缝与光屏的距离
D.换一个间距更大的双缝
C
根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ，红色换成蓝色，波长变短，则条纹间距变小，故A错误；
增大单缝到双缝的距离，不能改变条纹间距，故条纹间距不变，故B错误；
增大双缝到光屏的距离l，则条纹间距变大，故C正确；
换一个间距更大的双缝，即d增大，故条纹间距变小，故D错误。
(4)若测量头中观察到的图样如图丙所示，则波长的测量值
　　　(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
大于
条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值Δx实=Δx测cos θ
θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，
则有Δx实<Δx测
由于λ=，
可知波长的测量值大于实际值。
用光传感器做双缝干涉的实验，如图甲所示是实验装置图。
(1)下列关于本实验的操作与叙述正确的是　 　。
A.干涉图像中，相邻两个波峰之间的距离即相邻两条
亮条纹中心的间距
B.双缝挡板不动，下移光源，使之更靠近刻有双缝的
挡板，则干涉条纹间距减小
C.光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，则干涉条纹间距不变
D.减小双缝间距，干涉条纹间距也减小
例2
A
相邻两个波峰之间的距离即相邻两条亮条纹中心的间距，A正确；
根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，若下移光源，干涉条纹间距不变，
B错误；
光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，即减小双缝与光传
感器间距离，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，干涉条纹间距会
减小，C错误；
减小双缝间距，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ知，干涉条纹间距
增大，D错误。
(2)在不改变双缝的间距和双缝到光传感器的距离的前提下，用红光和绿光做了两次实验，图中的乙、丙分别对应这两次实验得到的干涉图像，红光的图像是　 　(选填“乙”或“丙”)。
丙
由Δx=λ可知，
波长越长，条纹间距越大，故红光的图像是丙。
课时对点练
对一对
答案
1
2
3
4
5
题号 1 2 3 4
答案 AC BCD (1)分划板中心线　(2)B　(3)C (1)D　(2)10.36　　(3)Δx
题号 5 6
答案 (1)B　(2)　31.20　(3)CD (1)S'　(2)696　(3)C (4)暗条纹
6
1.(多选)物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。如图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是
A.N应选用遮光屏1
B.N应选用遮光屏3
C.O应选用遮光屏2
D.O应选用遮光屏4
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3
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答案
√
√
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在双缝干涉实验中，光线要先通过单缝，再通过双缝，形成相干光源，且线光源应和单缝、双缝均平行，因此N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2，故选项A、C正确。
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3
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答案
6
2.(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图)，下列说法正确的是
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.测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心
对齐
C.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻
两条亮条纹间距Δx=
D.若取下滤光片，屏上将出现彩色的干涉条纹
√
√
√
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答案
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答案
调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；
测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，故B正确；
n条亮条纹之间有n-1个间距，相邻两条亮条纹的间距Δx=，故C正确；
滤光片的作用是获得单色光，取下滤光片后，入射光为白光，光屏上将出现彩色的干涉条纹，故D正确。
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3.(2025·吉林市第一中学高一期末)某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的装置如图所示。
(1)在通过目镜观察干涉条纹，转动测量头上的手轮时，在视野中看到的是　　　　　　　(填“干涉条纹”或“分划板中心线”)在移动。
分划板中心线
在通过目镜观察干涉条纹，转动测量头上的手轮时，在视野中看到的是分划板中心线在移动。
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答案
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(2)用测量头测量相邻亮条纹间的距离Δx时，分划板中心线对准的位置应该是　　　。
A.暗条纹的中心 B.亮条纹的中心
C.亮条纹的边缘 D.任意位置
B
用测量头测量相邻亮条纹间的距离Δx时，分划板中心线对准的位置应该是亮条纹的中心。故选B。
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答案
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(3)测量相邻红色亮条纹间的距离时，转动手轮，使分划板中心线移过的条纹的个数，较为合适的是　　　。
A.1条　　　B.2条　　　C.5条　　　D.20条
C
测量相邻红色亮条纹间的距离时，为了减小误差，转动手轮，使分划板中心线移过的条纹的个数不能太多也不能太少，较为合适的是5条。故选C。
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答案
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答案
4.(2025·甘肃省民乐县第一中学高二期中)用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测量光的波长”实验，首先将实验仪器按图甲所示的方式安装在光具座上。
(1)下列做法，有助于减小实验误差
的是　　　；
A.将单缝拆下
B.将单缝与双缝的位置互换
C.增大单缝与双缝间的距离
D.一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹的间距
D
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答案
将单缝拆下，或将单缝与双缝的位置互换，则无法获得相干光源，实验无法完成，A、B错误；
增大单缝与双缝间的距离，不影响双缝到屏之间的距离，对实验结果没有影响，C错误；
一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距，这样有助于减小实验误差，D正确。
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答案
(2)某同学选用红色滤光片进行测量，使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐，此时测量头上的游标卡尺部分示数如图乙所示(图乙为50分度游标卡尺)，其读数x1=　　　　 mm。然后转动手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐，此时游标卡尺的读数为x2(x2>x1)，
已知亮条纹A、B间还有4条亮条纹，则相邻亮条纹的间距为　　　　(用x1和x2表示)；
10.36
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4
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答案
由题可知，游标卡尺的精确度为
mm=0.02 mm，
故游标卡尺的读数为
x1=10 mm+18×0.02 mm=10.36 mm，
由于条纹A、B间还有4条亮条纹，
则相邻亮条纹的间距为Δx=
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答案
(3)若相邻亮条纹的间距记为Δx，双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l，则测量得
到的单色光波长λ=　　　(用Δx、d和l表示)。
Δx
由干涉条纹的间距公式Δx=λ，
可得单色光的波长为λ=Δx。
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答案
5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。
(1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则　　 。
A.可观察到水平方向的干涉条纹
B.可观察到竖直方向的干涉条纹
C.看不到干涉现象
B
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答案
组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则可观察到竖直方向的干涉条纹，故选B。
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答案
(2)若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，测量头上的分划板中心刻线在图乙中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2(已知x1则入射的单色光波长的计算表达式为λ=　　　　　。分划板中心刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为　　　　 mm。
31.20
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答案
条纹间距为Δx=，
根据Δx=λ，
可得入射的单色光波长的计算表达式为
λ=，
游标卡尺读数为
31 mm+0.05×4 mm=31.20 mm。
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答案
(3)光屏上出现的明暗相间条纹如图丁所示，光屏上P、P1、P2处是亮条纹，Q1、Q2处是暗条纹，P到S1、S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上　　 　。
A.P处可能出现暗条纹
B.不再出现明暗相间的条纹
C.明暗相间的条纹间距变窄
D.原P1处的第一级亮条纹向P点靠近
CD
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答案
如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光在遮光筒内的波长变小，但是P点到双缝的距离之差仍为零，则P点仍是亮条纹，在屏上仍会出
现明暗相间的条纹，根据Δx=λ，波长变小，则条纹间距变小；原P1处
的第一级亮条纹向P点靠近，选项A、B错误，C、D正确。
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6.(2025·重庆市渝中区高二期末)洛埃镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，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”；
S'
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答案
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通过洛埃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”。
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答案
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(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12 mm，单缝S到光屏的距离D=1.0 m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900 mm，则该单色光的波长λ=　　　　 nm；
696
等效双缝间的距离为d=2h，
根据双缝干涉条纹间距公式可知x=λ，
代入数据，联立解得λ=696 nm
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答案
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(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离　 　；
A.将平面镜稍向下移动一些
B.将平面镜稍向左移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光屏稍向上移动一些
C
根据x=λ可知，增大D，即将光屏向右移动；减小d，即将平面镜向上移动；增大波长λ，均能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离。故选C。
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答案
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(4)实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半
如果把光屏移动到和平面镜接触，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”，故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π，所以接触点P处是暗条纹。
波损失”。如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点P处是________
(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
暗条纹
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答案
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本课结束
第
四
章

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