5.2、科学测量：用双缝干涉测光的波长 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．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 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．下列说法中正确的是（　　） A．托马斯∙杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波 B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的衍射现象 C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽 D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在 5．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，一同学观察到 清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。 以下改动可能会实现这个效果的是（　　） A．仅将滤光片向右移动靠近单缝 B．仅将单缝与双缝的位置互换 C．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 D．仅将单缝向左移动少许 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．在光的双缝干涉实验中，能减小干涉条纹间距的做法是( ) A．改用频率更小的光波 B．改用波长更长的光波 C．减小双缝间距 D．减小双缝与光屏间距 8．频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法 正确的是（　　） A．在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度 B．单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角 C．单色光 1 和单色光 2 分别用同一装置研究光的干涉，单色光 2 的干涉条纹间距较大 D．单色光 1 和单色光 2 分别用同一装置研究光的干涉，单色光 1 的干涉条纹间距较大 9．用图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是 (　　) A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源 B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的 1.5 倍时，该点处一定是亮条纹 D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等 10．在“用双缝干涉测量光的波长”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．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 x  a n C．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 D．将滤光片放在单缝与双缝之间将改变实验结果 11．下列说法正确的是（　　） A．在用单摆测定重力加速度实验中，误将 30 次全振动记成了 31 次，则所测加速度偏小 B．在用双缝干涉测量光的波长实验中，仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，光屏上观察到的干涉条纹间距 变小 C．在测定玻璃的折射率实验中，必须选用两面平行的玻璃砖 D．用油膜法测分子直径时，若撒的痱子粉过多，所测分子直径偏小 12．一束含两种频率的单色光，平行于底边照射等腰三棱玻璃砖侧面，从另一侧面又平行射出，光线分为 a、b 两束，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a 光的频率小于 b 光的频率 B．a 光在玻璃中的速度大于 b 光在玻璃中的速度 C．用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距小于 b 光的条纹间距 D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大于 b 光的临界角 13．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源 使光源正常工作。实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮条纹中心对齐，记录为第一条亮纹，此 时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮条纹的中心，记下此 4 d 1.5 �10 m L 0.800m 时图丙中手轮的示数，已知双缝间距 为 ，双缝到屏的距离 为 ，下列说法正确的是__ ______ A．增大双缝到像屏的距离，可使条纹间距变大 B．增大单缝与双缝间的距离，可使条纹间距变大 C．图丙中手轮的示数为 13.87mm D．相邻亮纹的间距为 x  2.310mm E．红光波长约为 4.3 �107 m 14．在杨氏双缝干涉实验中，如果（　　） A．用白光当光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B．用红光当光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 D．杨氏双缝干涉实验中的光源必须是相干光源 15．在用双缝干涉测量单色光的波长实验中，做好如丙图所示调整后，在单缝与光源之间放上红色滤光片 就可见到红光的双缝干涉图样。如果将氦氖激光器激发出的激光作为光源，丙图中不需要的实验器材有哪 些（　　） A．滤光片 B．单缝 C．双缝 D．遮光筒 二、填空题 16．在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时： ① 观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，可以调节拨杆使_________； ② 要增大观察到的条纹间距，可以________（选填“增大”或“减小”）双缝与测量头间的距离。 17．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”）。 18．在“双缝干涉测量光的波长”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△y1 与绿光的干涉条纹间距△y2 相比，△y1________△y2（填“＞”、“=”或“＜”）。若双缝 之间的距离为 0.3mm，双缝与屏幕的距离为 1.00m，某红光的干涉实验中测得第 l 条到第 6 条亮条纹中心间 的距离为 10.5mm，。则该红光波长为_________m 三、综合题 19．如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光 源，单缝、双缝应平行放置。 （1）若将单缝绕中心轴旋转（不超过 90°），条纹将发生什么变化？ （2）若将双缝绕中心轴旋转（不超过 90°），条纹将发生什么变化？ 20．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为 0.3mm ，以某种单色光照射双缝 时，在离双缝1.2m 远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对 齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻 线与第 6 条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示。根据以上实验，测得的这种光的波长是多少？ 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）参考答案： 1．D 【详解】 l  可知，必须满足单缝宽度和双缝之间的距离都很 d 在双缝干涉实验中，要得到清晰的干涉条纹，由 x  小，双缝到屏的距离足够大。 故选 D。 2．B 【详解】 A．根据双缝干涉条纹的间距公式 Δxλ L 知，波长 λ 大的干涉条纹间距 Δx 大，而乙图的干涉条纹间距较 d 大，所以乙图对应的光波波长较长，频率较小，故 A 错误； B．根据双缝干涉条纹的间距公式 Δxλ L 知，乙图对应的干涉条纹间距 Δx 较大，则乙图双缝到光屏的距 d 离 L 较大，故 B 正确； C．根据双缝干涉条纹的间距公式 Δxλ L 知，乙图的干涉条纹间距 Δx 较大，则可能是乙图对应的双缝间 d 距 d 较小，故 C 错误； D．光源到双缝的距离不影响双缝干涉条纹的间距，故 D 错误。 故选 B。 3．A 【详解】 ACD．由图可知，亮纹的宽度变大了，根据相邻两个亮（暗）纹间距 x L  d 可知，若想增大亮纹宽度，可增大双缝到光屏之间的距离 L，增大波长  或减小两个双缝间的距离 d，而根 据 = c  增大波长相当于减小光的频率 ，因此 A 正确，CD 错误； B．改变光源到双缝的距离，不会改变条纹的宽度，B 错误。 故选 A。 4．C 【详解】 A．托马斯•杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故 A 错误； B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象，故 B 错误； L C．由公式 x  d  可知，由于绿光的波长比红光短，而干涉条纹的间距与波长成正比，知仅将入射光