4.5 用双缝干涉实验测定光的波长同步练习 2021—2022 学年高中物理 粤教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题（共 15 题） 1．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为 h，双缝距离为 d，双缝与屏的距离为 l，当采取下列四组数据中的哪 一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(　　) A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1m B．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cm C．h＝1mm，d＝10cm，l＝1m D．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m 2．利用图中所示装置研究双缝干涉现象，下面几种说法正确的是（ ） A．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽 C．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽 3．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图（甲）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观 察到的条纹如图（乙）所示。他改变的实验条件是（　　） A．减小双缝之间的距离 B．减小光源到双缝的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 4．在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线（　　） A．与亮条纹的边缘对齐 B．与暗条纹的边缘对齐 C．与亮条纹的中心位置对齐 D．与暗条纹的中心位置对齐 5．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 光屏 B．a 滤光片、b 单缝、c 双缝、d 光屏 C．a 单缝、b 双缝、c 滤光片、d 光屏 D．a 滤光片、b 双缝、c 单缝、d 光屏 6．用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，为了使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验， 下列说法正确的是（　　） A．取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹 B．若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大 C．若将双缝间的距离 d 增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 D．若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 7．如图甲所示为双缝干涉的实验装置，光源发出的光经滤光片，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明 暗相间的条纹如图乙所示，屏上 P、P1、P2 处依次排列着明条纹，Q1、Q2 处出现暗条纹，P 到 S1、S2 的距 离相等。若遮光筒内装满水，其它条件不变，则光屏上（　　） A．不再出现明暗相间的条纹 B．P 处可能出现暗条纹 C．P1 处一定为明条纹 D．明暗相间的条纹间距变小 8．如图所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是（　 　） A．a 光的波长大于 b 光的波长 B．这种材料对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率 C．若从同一介质射向空气发生全反射时，a 光的临界角大于 b 光的临界角 D．若用同一装置观察双缝干涉图样，a 光的条纹间距大于 b 光的条纹间距 9．如图所示为一双缝干涉实验的装置图，其中光源为白炽灯泡，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清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．若取下滤光片，光屏上将出现彩色的干涉条纹 B．将单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离减小 C．将双缝间的距离 d 增大，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 D．将红色滤光片换成绿色滤光片，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 10．如图 1 所示，a、b 两束单色光分别从左侧中点处射入后与玻璃砖上表面成  角，两束射向上表面单色 光的折射光线强度与  角的关系如图 2 所示，已知玻璃砖的长为 4L，宽为 2L，光速为 c，下列说法正确的 是（　　） A．a 光的折射率为 2 B．a 光频率比 b 光的大 C．两单色光分别通过同一双缝干涉装置，a 光产生的相邻条纹间距较小 D．若   45 ，则 b 光从开始射入玻璃砖到再次回到入射点时的传播时间为 � 16L c 11．利用双缝干涉测量光的波长，装置如图。下列说法中正确的是（　　） b c 分别为滤光片、双缝和单缝，且双缝和单缝应平行放置 A．图中 a、、 B．调节光源高度，使光束沿着遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 C．仅将光屏稍向右移，则条纹的间距减小 D．实验中将 4 个条纹间距误数成 5 个，测得的波长值偏小 12．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中 a、c 为光谱的 边缘色光，关于 a、b、c 三种色光，下列说法正确的是（　　） A．若让 a、b、c 三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b 光恰能发生全反射，则 c 光也一定 能发生全反射 B．若分别让 a、b、c 三色光通过一双缝装置，则 a 光形成的干涉条纹的间距最大 C．a、b、c 三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 D．玻璃对 c 色光的折射率最小 13．如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干 涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙 所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是（　　） A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高 B．双缝到光屏的距离 L 不同，乙图对应的 L 较大 C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大 D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大 14．如图所示是一双缝干涉实验装置的示意图,其中 S 为单缝,S1、S2 为双缝,P 为光屏．实验时用白光从左边 照射单缝 S,可在光屏 P 上观察到彩色的干涉条纹．现在 S1、S2 的左边分别加上红色和蓝色滤光片,则在光屏 P 上可观察到 （ ） A．红光和蓝光两套干涉条纹 B．红、蓝相间的条纹 C．两种色光相叠加,但不出现干涉条纹 D．屏的上部为红光,下部为蓝光,不发生叠加 15．如图所示，用单色光做双缝干涉实验，现将折射率为 n(n  1) 的透明薄膜遮住上方的条缝，则屏上可以 观察到（　　） A．干涉条纹向上移动，条纹宽度不变 B．干涉条纹向下移动，条纹宽度变窄 C．干涉条纹向上移动，条纹宽度变宽 D．干涉条纹不移动，条纹宽度不变 二、填空题（共 4 题） 16．在某次双缝干涉实验中，如图所示，Q 处是中央亮纹 P 往上数的第二条暗纹，已知从双缝 S1 和 S2 发出 的两束相干光到 Q 点的路程差是 9×10-7m，则实验所使用的单色光源发出光的频率是______． 17．如图所示利用激光完成“双缝干涉”实验，双缝的作用是______________，观察到的现象是___________ ___． 18．如图所示为双缝干涉实验的原理图，光源 S 到缝 的交点。用波长为 500nm 的光实验时，光屏中央 P0 S1 、 S2 的距离相等， P0 为 S1 、 S2 连线中垂线与光屏 处呈现中央亮条纹（记为第 0 条亮条纹），P 处呈现第 2 条亮条纹。当改用波长为 400nm 的光实验时，P 处呈现第___________条__________（填“明条纹”或“暗条 纹”）。为使 P 处呈现第 2 条亮条纹，可把光屏适当________（填“向左平移”或“向右平移”）。 19．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如下图所示．在实验前 已获知的数据有：双缝的间距为 d，双缝到屏的距离为 L． (1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出 M 处的实验器材是______． (2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅．则用红色滤光片做实验得 到的干涉图样是其中的_________ A． B． C． D． (3)经测量，红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为 x ，请据此写出能够反映红光波长大小的表达式=_____ _____． (4)该实验中 L=700mm，已知 d 的数量级为 10-4m，相邻两条亮条纹间距的数量级为 10-3m，由此可推断红光 的波长数量级约为__________m． A．10-3 B．10-5 C．10-7 D．10-9 三、综合题（共 4 题） 20．1801 年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834 年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干 涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示， S 为单色光源， M 为一平面镜。 S 发出的 光直接照在光屏上，同时 S 发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于 S 在平面镜中 的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分 别为 a 和 l ，光的波长为  。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离 x 的表达式。 21．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐 A 条纹中心时（如图甲所 示），游标卡尺的示数如图丙所示．第二次分划板中心刻度线对齐 B 条纹中心线时（如图乙），游标卡尺 的示数如图丁所示，A 与 B 间有 4 条条纹，已知双缝间距为 0.5mm，从双缝到屏的距离为 1m，求： (1)图丙中游标卡尺的示数为多少毫米? (2)图丁中游标卡尺的示数为多少毫米? (3)所测光波的波长为多少米?（保留两位有效数字） 22．某同学在“用双缝干涉测激光的波长”实验中；如图甲所示，若将激光束照在双缝上，在光屏上观察到 的现象是图乙图样的平行且等宽的明暗相间的条纹，为测量该激光的波长，测得双缝间距为 d（每个缝的 宽度很窄，宽度可忽略），光屏到双缝距离为 L，现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测 量得出 5 条亮条纹之间的距离为 a，求该激光的波长。 23．如图所示是某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长的实验示意图他测得单缝到双缝的距离为 80mm，双缝间距为 200μm ，双缝到墙壁的距离为 60cm，墙壁上的干涉图样及尺寸如图所示，则该单色光 的波长是多少？ 参考答案： 1．D 2．B 3．A 4．C 5．B 6．D 7．D 8．B 9．A 10．D 11．D 12．D 13．B 14．C 15．A 16．5×1014 17． 得到频率相等的两束光 18． 3 19． 单缝 20． x  暗条纹 A 明暗相间、等宽等亮的条纹 向右平移  Δx d L C L  2a 7 21．(1)11.6mm (2)