4.4 用双缝干涉仪测量光的波长基础巩固 2021—2022 学年高中物理沪 教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题（共 15 题） 1．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 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．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 4．如图所示，为双缝干涉实验装置示意图，其中双缝位于图中的（　　） A．甲处 B．乙处 C．丙处 D．丁处 5．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示，并选用 缝间距 d  0.2mm 的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 L  700mm 。接通电源使光 源正常工作。M、N、P 三个光学元件依次为（　　） A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片 C．偏振片、单缝片、双缝片 D．双缝片、偏振片、单缝片 6．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 7．在双缝干涉实验装置中，正确的说法是（ ）． A．光源必须发出单色光 B．光经过单缝成为单色光 C．光经过双缝成为两束振动情况完全相同的光 D．两束光只在屏上发生干涉 8．图为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。从左到右依次 放置①光源、②红色滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是（　　） A．③、④分别是双缝、单缝 B．减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离 C．应先放上单缝和双缝，再调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心 D．测出 n 条亮条纹间的距离 a ，则相邻两条亮条纹间距为 x  a n 1 9．1834 年，洛埃利用单面镜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 发出的光通过平面镜反射在光屏上。 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  。则相邻两条亮条纹的中心 间距 x 是（　　） A． x  l a B． x  a l C． x  l 2a D． x  a 2l 10．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为  ，经折射后射出 a、b 两束光线，则（　　） A．单色光 a、b 从玻璃进入空气，波速变大，频率变大 B．单色光 a 通过玻璃砖所需的时间小于单色光 b 通过玻璃砖所需时间 C．若改变光束的入射方向使  角逐渐变大，则折射光线 b 首先消失 D．分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距 11．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 12．如图甲所示，是一双缝干涉实验的装置示意图，在空气里完成该实验得到如图乙的实验现象，在不调 整实验装置的情况下，仅把该装置放在另一种透明介质里得到不同的现象则（　　） A．空气中毛玻璃上显示的条纹数目多 B．介质中毛玻璃上显示的条纹数目多 C．空气和介质中毛玻璃上显示的条纹数目一样多 D．条纹数目多少无法确定 13．在光的双缝干涉实验中，光屏上出现的条纹情况是（ ） A．中央明条纹最宽 B．各种不同色光的暗条纹间距一样大 C．对于同种色光，光屏离双缝距离越远明条纹的间距越小 D．在相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大 14．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 15．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 二、填空题（共 4 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．如图所示是用激光器、缝间距可调节的双缝屏、光屏等器材研究光的干涉现象的装置．实验中用激光 照射双缝，其目的是产生________相同的两束光；为了增大光屏上干涉条纹的间距，只调节双缝间隙 Δs， 其它条件不变，应使 Δs________（填“增大”或“减小”）；如果将红光换为紫光，其它条件不变，光屏上干 涉条纹的间距将________（填“增大”或“减小”）． 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 19．某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中 A 为单缝屏， B 为双缝屏，整个装置位 于一暗箱中，实验过程如下： （1）该同学用一束太阳光照射 A 屏时，屏 C 上没有出现干涉条纹；移去 B 后，在屏上出现不等间距条纹， 此条纹是由于______产生的。 （2）移去 A 后，遮住缝 S1 或缝 S2 中的任一个， C 上均出现一窄亮斑。出现以上实验结果的主要原因是___ ___。 （3）找出原因，调整后，用红色光照射 A 屏时，屏 C 上出现干涉条纹；稍微将 B 靠近屏 C ，在屏上会接 受到______干涉条纹（选填“较宽、较窄、同样”）。 三、综合题（共 4 题） 20．利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距 d=0.3mm，双缝到光屏的距离 L=1.0m，用红色光照射 双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第 1 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，使分划板中心刻线与第 8 条亮纹中心对齐， 此时手轮上的示数如图丙所示。 (i)求相邻亮条纹的中心间距 Δx (ii)求红色光的波长入(结果保留 3 位有效数字) (ii)在其他条件不变的情况下，仅将红色光改成绿色光，条纹间距将变大还是变小? 21．用波长为 0.51μm 的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹，测得两条亮条纹间距为 0.5mm。将该 装置放到水中并改用红光做双缝干涉实验，测得干涉条纹中两相邻亮条纹间距仍为 0.5mm。若水对红光的 折射率为 4 ，求红光的频率 ν。（结果保留两位有效数字） 3 22．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？ 23．(1) 在双缝干涉实验中, 要减小相邻两条明条纹间的距离, 正确的做法是______ A．改用频率较大的光 B．改用在真空中波长较大的光 C．减小双缝到屏之间的距离 D．改用在同一介质中传播速度较小的光 E. 增强入射光强度 (2) 如图所示, 实线是某时刻的波形图像, 虚线是 0.25 s 后的波形图. ① 若波向左传播, 求它传播的可能距离; ② 若波向右传播, 求它的最大周期; ③ 若波速是 68 m/s, 判断波的传播方向. 参考答案 1．C 2．B 3．A 4．C 5．A 6．C 7．C 8．B 9．C 10．D 11．B 12．B 13．D 14．A 15．A 增大 16．单缝与双缝平行； 17．频率 18．> 减小 减小 6.3×10－7m 19．光的衍射 双缝 S1 、 S2 太宽 较窄 7 20．(ⅰ)2.364mm；(ⅱ) 7.09 �10 m ；(ⅲ)变小 21． 4.4 �1014 Hz 22．6.725×10-7m 23．ACD ① 若波向左传播,它传播的可能距离为: x = (4n + 3) m (n = 0,1,2,…) ② 若波向右传播,最大周期 Tmax = 1 s ③ 波向右传播.