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4.实验:用双缝干涉测量光的波长
基础巩固
1 如图所示,在用双缝干涉测光的波长的实验中,光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其
他元件,其中 a、b、c、d 各装置的名称依次是下列选项中的( )
A.a 单缝、b 滤光片、c 双缝、d 毛玻璃屏
B.a 单缝、b 双缝、c 滤光片、d 毛玻璃屏
C.a 滤光片、b 单缝、c 双缝、d 毛玻璃屏
D.a 滤光片、b 双缝、c 单缝、d 毛玻璃屏
答案：C
2(2018 北京卷)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后
( )
A.干涉条纹消失
B.彩色条纹中的红色条纹消失
C.中央条纹变成暗条纹
D.中央条纹变成红色
答案：D
3 某同学按实验装置安装好仪器后,观察光的干涉现象,获得成功。若他在此基础上对仪器的安
装作如下改动,则还能使实验成功的是( )
A.将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动
B.将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动2
C.将单缝向双缝移动少许,其他不动
D.将单缝与双缝的位置互换,其他不动
答案：ABC
4(2017 全国Ⅱ卷)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图
样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是( )
A.改用红色激光
B.改用蓝色激光
C.减小双缝间距
D.将屏幕向远离双缝的位置移动
E.将光源向远离双缝的位置移动
答案：ACD
5 分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验,已知 λ 红>λ 紫,在屏上得到相邻亮纹间
的距离分别为 Δx1 和 Δx2,则( )
A.Δx1Δx2
C.若双缝间距 d 减小,而其他条件保持不变,则 Δx1 增大
D.若双缝间距 d 减小,而其他条件保持不变,则 Δx1 不变
解析：本题考查条纹间距的表达式。由 Δx = l
dλ,λ红>λ 紫,得 Δx 红>Δx 紫,B 项正确。当双缝间
距 d 减小,其他条件不变时,条纹间距 Δx 应增大,故 C 项正确。
答案：BC
6(1)如图甲所示,在用双缝干涉测光的波长实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、
② 、③ 、④ 、⑤遮光筒、⑥光屏。 3
甲
(2)已知双缝到光屏之间的距离 l=500 mm,双缝之间的距离 d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离
s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准 A 亮条
纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准 B 亮条纹的中心,前后两次游标尺的读数如图乙
所示。则入射光的波长 λ= m(结果保留两位有效数字)。
乙
解析：(1)由题图可知:②是滤光片,③是单缝,④是双缝。
(2)由 Δx = l
dλ可得
λ=Δx·d
l = d(x2 - x1)
7l
= 5 × 10-4 × (15.7 × 10-3 - 11.1 × 10-3)
7 × 0.5 m
=6.6×10-7m。
答案：(1)滤光片 单缝 双缝(2)6.6×10-7
7 某同学在做双缝干涉实验时,测得双缝间距 d=3.0×10-3 m,双缝到光屏间的距离为 1 m,两次测
量头手轮上的示数分别为 0.6×10-3 m 和 6.6×10-3 m,两次分划板中心刻线间有 5 条亮条纹,求该
单色光的波长。
解析：依题意可知4
Δx = a
n - 1 = 6.6 × 10-3 - 0.6 × 10-3
5 - 1 m=1.5×10-3m
λ = d·Δx
l = 3.0 × 10-3 × 1.5 × 10-3
1 m=4.5×10-6m。
答案：4.5×10-6 m
能力提升
1 在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为 589 nm 的光,在距双缝 1.00 m 的屏上形成干涉图样。
图样上相邻两明纹中心间距为 0.350 cm,则双缝的间距为( )
A.2.06×10-7 m B.2.06×10-4 m
C.1.68×10-4 m D.1.68×10-3 m
解析：根据双缝干涉相邻明条纹中心间距公式 Δx = l
dλ,解得d = l
Δxλ,
代入数据可得d = 1.00 × 589 × 10-9
0.350 × 10-2 m≈1.68×10-4m,故 C 项正确。
答案：C
2 某次实验中测得第一级明条纹和第三级明条纹相距 4.0×10-2 m,若双缝间距为 0.1 mm,双缝到
屏的距离为 l=4.0 m,则光波的波长为( )
A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 m
C.1.5×10-8 m D.1.6×10-8 m
解析：条纹间距 Δx = a
n - 1 = 4.0 × 10-2
2 m=2.0×10-2m,
由 Δx = l
dλ,可得λ = dΔx
l = 5.0 × 10-7m。
答案：B5
★ 3 如图所示,双缝干涉实验中产生的条纹图样,甲图为用绿光进行实验的图样,a 为中央亮条纹;
乙图为换用另一种单色光进行实验的图样,a'为中央亮条纹。则以下说法正确的是( )
A.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
解析：由题图可知,乙图中的条纹间距大,由 Δx = l
dλ可知λ 乙>λ 甲,A 项正确。
答案：A
4 在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条
纹间距 Δx1 与绿光的干涉条纹间距 Δx2 相比,Δx1 (选填“>”“=”或“Δx2;相邻红光亮条纹中心间距 Δx = 10.5
5 × 10-3
m=2.1×10-3m,由 Δx = l
dλ得d = lλ
Δx = 1 × 630 × 10-9
2.1 × 10-3 m=3×10-4m=0.300mm。
答案：> 0.300
5 在用双缝干涉测量光的波长实验中,实验装置如图甲所示。6
甲
(1)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点:
A.灯丝和单缝及双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.干涉条纹疏密程度与双缝间距有关
D.干涉条纹间距与光的波长有关
以上几点中你认为正确的是 。
(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时,手轮上的示数如图乙所示,该读数为
mm。
乙
丙
(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：(1)为使屏上的干涉条纹清晰,灯丝与单缝和双缝必须平行放置,所得到的干涉条纹与双缝平
行;由 Δx = l
dλ可知,条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关,所以 A、C、D 选项正确。
(2)固定刻度读数为 0.5mm,可动刻度读数为 20.2,
所以测量结果为 0.5mm+20.2×0.01mm=0.702mm。
(3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,由几何知识可知测量头的读数大于条
纹间的实际距离。7
答案：(1)ACD (2)0.702 (3)大于
6 在用双缝干涉测光的波长的实验中,装置如图甲所示,双缝间的距离 d=3 mm。
(1)若测定红光的波长,应选用 色的滤光片,实验时需要测定的物理量有
和 。
(2)若测得双缝与屏之间距离为 0.60 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板
前进或后退 0.500 mm)观察第 1 条亮纹的位置如图乙所示,为 mm,观察第 3 条亮纹的位置
如图丙所示,为 mm,则可求出红光的波长 λ= m。(保留三位有效数字)
答案：(1)红 相邻干涉条纹间的距离 双缝到屏之间的距离
(2)2.240 4.960 0.680×10-5
7 用波长未知的单色光做双缝干涉实验,若双缝间的距离为 1.5 mm,缝到屏的距离为 1 m,第 20
级亮条纹中心在中央亮条纹(零级亮条纹)中心上方 1.78 cm 处,则该单色光的波长是多少微米?
解析：Δx = 1.78 × 10-2
20 m=8.9×10-4m
λ = dΔx
l = 1.5 × 10-3 × 8.9 × 10-4
1 m=1.335×10-6m=1.335μm。
答案：1.335 μm
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