文档文本内容
高考实验解读与针对性训练
实验20 用双缝干涉测量光的波长
【实验解读】
实验原理
实验操作
注意事项
如图甲所示，相
邻两条亮(暗)条纹
间的距离Δx 与入
射光波长λ，双缝
S1、S2间距离d 及
双缝与屏的距离l
满足关系式Δx
＝l
d λ，因此，只
要测出Δx、d、l
即可测出波长λ。
甲
1.安装仪器(如图乙)
乙
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光
具座上。
(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发
光。调节各部件的高度，使光源灯丝发出的
光能沿轴线到达光屏。
(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线
上，使双缝和单缝的缝平行。
2.观察与记录
(1)调单缝与双缝间距为5~10 cm 时，观察白
光的干涉条纹。
(2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光
的干涉条纹。
(3)调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1
条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1;转动
手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心
刻线与第n 条亮条纹中心对齐时，记下手轮
上的刻度数a2，则相邻两亮条纹间的距离Δx
＝|a1-a2|
n-1
。
(4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波
长。
1.调节双缝干
涉仪时，要注
意调整光源的
高度，使它发
出的光束能够
沿着遮光筒的
轴线把屏照
亮。
2.放置单缝和
双缝时，缝要
相互平行，中
心大致位于遮
光筒的轴线
上。
3.调节测量头
时，应使分划
板中心刻线和
亮条纹的中心
对齐。
4.不要直接测
Δx，要测多条
亮条纹的间距
再计算得到
Δx，这样可以
减小误差。
数据处理
1.条纹间距:Δx＝an-a1
n-1 。2.波长:λ＝d
l Δx。3.测量多组数据，求λ 的平均值。
误差分析
1.双缝到屏的距离l 的测量存在误差。
2.测条纹间距Δx 带来的误差如下:
(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
(2)误认为Δx 为亮(暗)条纹的宽度。
(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。
(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。
创新拓展：
采用洛埃镜测量光的波长。
光路如图。
可迁移双缝干涉实验相关知识分析解答。
【高考典例】
【典例1】. (2025 高考北京卷)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1 所示。
①双缝应该放置在图1 中 处（填“A”或“B”）。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2 所示，读数为
。
【答案】①B （2 分） ②3.185 （2 分））
【解析】（1）用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球，当摆球通过平衡位置时开
始计时，A 错误；探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流
电压挡测电压，B 正确；用多用电表测电阻前应先选择合适档位，然后把两表笔短接，
调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点，C 正确，
（2）①双缝干涉实验是光先通过单缝后通过双缝，单缝应该放置在图1 中A 处，双缝应该
放置在图1 中B 处。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2 所示，根据螺旋测微器读数
规则，读数为3.185mm。
【典例2】 （2024 年高考河北卷）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置
如图1 所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一
条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
单色光类别
单色光1
10.60
18.64
单色光2
8.44
18.08
根据表中数据，判断单色光1 为____________（填“红光”或“绿光”）。
【答案】绿光
【解析】
根据
，可得
由图表带入数据可知
故
则
已知绿光的波长小于红光波长，则单色光1 是绿光。
【典例3】 （2024 年高考广东卷）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，
在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节_____。使光束沿遮光
筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单
缝的角度直到目镜中观察到_____。
【参考答案】（3）光源 清晰的干涉条纹
【名师解析】（3）打开并调节光源，使光束沿轴线照亮光屏。取下光屏，装上单缝、双缝
和测量头，调节测量头，并缓调节单缝的角度直到目镜中观察到清晰的干涉条纹。
【针对性训练】
1. （河南商丘2025 年5 月考前冲刺）某实验小组用如图甲所示的装置测量光的波长。
（1）小组同学调试装置时看到的干涉图样如图乙所示（视野中分划线可以左右移动），则
应如何调整单缝和双缝？______。
（2）为获得清晰的干涉条纹，应保持单缝与双缝______（填“垂直”“平行”或“互成特
定角度”）。
（3）若修正操作以后，用一单色光作为光源，双缝间距为0.25mm，双缝到屏的距离为
1.0m，分划线在第1 条亮纹中央时螺旋测微器读数如图丙所示，分划线在第7 条亮纹中央
时螺旋测微器读数如图丁所示，则单色光的波长为______nm。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）将单缝和双缝调整为竖直
（2）平行 （3）600
【解析】（1）单色光沿与双缝平行方向展开干涉，所以条纹平行于双缝，根据题图乙可以
判断单缝和双缝处于水平状态，由于分划线是水平移动的，所以应该使条纹与分划线平行
将单缝和双缝调整为竖直
（2）单缝与双缝平行，可以得到清晰的干涉条纹图样，便于测量
（3）根据双缝干涉原理有
读数
读数
，
得
，代入可得
。
2. (山东青岛2025 年高三年级第三次适应性检测) 图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装
置，单色光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面带有白色狭长矩形的小盒
是光传感器，沿矩形长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计
算机处理后，在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚
度是否均匀，若厚度不均匀，进一步精确测量其厚度差。（计算结果均保留2 位有效数
字）
请回答下面问题：
（1）该小组同学检测前先测量所用单色光的波长：调整双缝的高度和光传感器位置，显示
器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示，则相邻两条亮纹（或暗纹）间距
Δx=______mm；该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33cm，已知双缝间距
d0=0.25mm，则该单色光的波长λ=______m；
（2）保持双缝和光传感器的位置不变，将玻璃板紧贴挡板放置，如图丙所示，此时显示器
上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示，说明______（选填“S1”或“S2”）处玻
璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5，则S1与S2两处玻璃板的厚度差
Δd=______m。
【答案】（1） ①. 1.6 ②. 7.5×10-7
（2） ①. S2 ②. 3.0×10-6
【解析】(1) [1]由图可知，相邻亮条纹间距为
[2]根据条纹间距公式可得
(2)[1]当玻璃板紧贴挡板放置时，光线通过玻璃板后会产生光程差，由于玻璃对光的折射率
大于空气，光在玻璃中传播的速度较慢，因此通过玻璃板的光线的光程增大，由乙图可知，
干涉条纹向右移动，说明光线通过S2处玻璃板后的光程比S1长，所以S2处玻璃较厚；
[2]由乙图可知，条纹移动了两个条纹间距，则
，
代入数据解得
3. （2025 年5 月山西三模） 某同学用图示装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，
光源采用的是小白炽灯泡。
（1）光具座上标注为a、b、c 的仪器依次为___________。
A. 滤光片、双缝和单缝
B. 滤光片、单缝和双缝
C. 单缝、滤光片和单缝
D. 双缝、滤光片和双缝
（2）先用红色滤光片进行实验，在目镜中可以看到红色干涉条纹，若想减少从目镜中观察
到的条纹个数，该同学可以___________。
A. 将单缝向双缝靠近
B. 增大遮光筒的长度
C. 减小遮光筒的长度
D. 使用间距更大的双缝
（3）取下红色滤光片，调节装置后在目镜中观察到的图样中，其中央条纹是___________
（选填“白色”“黑色”“紫色”或“红色”）。
【答案】（1）B （2）B （3）白色
【解析】
（1）实验中通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，可知，
光具座上标注为a、b、c 的仪器依次为滤光片、单缝和双缝，故选B。
（2）若像减少观察到的条纹数，即增大条纹间距，由公式
A．将单缝向双缝靠近，不能改变条纹个数，故A 错误；
B．增大遮光筒的长度，可以增大条纹间距，减少观察到的条纹数，故B 正确；
C．减小遮光筒的长度，可以减小条纹间距，增加观察到的条纹数，故C 错误；
D．使用间距更大的双缝，可以减小条纹间距，增加观察到的条纹数，故D 错误；
故选B。
（3）取下红色滤光片，调节装置后在目镜中观察到的图样中，观察到的条纹是中央条纹是
白色，两边是彩色条纹。
4. ( 2025 届湖北省孝感市八校三模联考)在“用双缝干涉实验测量光
波长”实验中，将
双缝干涉实验仪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
（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中___________。
A．观察不到干涉条纹
B．可观察到明暗相间的白条纹
C．可观察到彩色条纹
（3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可___________。
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中
A、B 位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为
λ=___________。分划板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。
【答案】 （1） ①. B （2） ②. C （3） ③. B （4） ④.
⑤.
31.10
【解析】
【详解】（1）[1]因为该实验是双缝干涉实验，a 是单缝，b 是双缝，若均竖直放置，观察
到的是竖直方向的干涉条纹。
故选B。
（2）[2]若取下红色滤光片，白光干涉条纹为彩色的。
故选C。
（3）[3]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，根据条纹间距的公式
可知，需要减小双缝到屏的距离L 或增大双缝间的距离d。
故选B。
（4）[4]根据题意，条纹间距为
两式联立得
[5]游标卡尺读数等于主尺读数与游标尺读数之和，所以图示读数为
5.（2025·浙江绍兴市月考）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。实验中：
（1）观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是 。
A.旋转测量头
B.增大单缝与双缝间的距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
（2）要增大观察到的条纹间距，正确的做法是 。
A.减小单缝与光源间的距离
B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离
D.增大双缝与测量头间的距离
【答案】.（1）C （2）D
解析：（1）若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因
是单缝与双缝不平行，要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。故
选C。
（2）根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝l
d λ 可知，要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距
离l，减小双缝的间距d，故选D。
6.（2025·重庆渝中区月考）如图甲所示，用双缝干涉实验装置来测量光的波长。
（1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，
并保证单缝和双缝 （填“平行”或者“垂直”）。
（2）若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏
向 （填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1 条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示，
x1＝0.045 mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10 条亮纹，读出手轮的读数如
图丙所示，则相邻两条亮条纹的间距是 mm（结果保留三位有效数字）。
【答案】.（1）平行 （2）远离 （3）1.61
解析：（1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的
轴线上，并保证单缝和双缝平行。
（2）若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹个数，则需要使条纹
间距变大，根据干涉条纹间距公式Δx＝l
d λ 可知，需将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动。
（3）图丙所示的手轮的读数为x2＝14.5 mm＋3.0×0.01 mm＝14.530 mm，相邻两亮条
纹的间距Δx＝x2－x1
9
≈1.61 mm。
7.（2025·湖南常德模拟）某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光波长。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干涉条纹。回答下列问题：
（1）关于本实验下列说法正确的是 。
A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致
B.A 处为单缝、B 处为双缝、滤光片在A 和B 之间
C.A 处为单缝、B 处为双缝、滤光片在凸透镜和A 之间
D.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以换用间距更小的双缝
（2）某次测量时，选用的双缝间距为0.4 mm，测得屏与双缝间的距离为0.5 m，用某种
单色光实验得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A、B 位置时游标卡尺的读数如图丙
中所示，则A 位置对应的读数为 mm。B 位置对应的读数为15.6 mm，则所测单
色光的波长约为 nm（结果保留整数部分）。
【答案】.（1）AC （2）10.9 624
解析：（1）该实验中若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与
遮光筒不共轴所致，故A 正确；为获取两个单色线光源，A 处应为单缝、B 处应为双缝，滤
光片在凸透镜和A 之间，故B 错误，C 正确；若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条
纹间距Δx 应减小，根据相邻亮条纹间距公式Δx＝l
d λ 可知，应使用间距更大的双缝，故D
错误。
（2）该游标卡尺的精度为0.1 mm，则在A 位置时游标卡尺读数为xA＝10 mm＋9×0.1
mm＝10.9 mm，相邻条纹间距Δx＝15.6－10.9
6
mm＝0.78 mm，由Δx＝l
d λ 可得所测单
色光的波长为λ＝d · Δ x
l
＝4×10
－4×7.8×10
－4
0.5
m＝6.24×10－7 m＝624 nm。
8.（2025·湖北黄冈模拟）做“用双缝干涉测量光的波长”实验中，使用的双缝间距d＝
0.20 mm，双缝到光屏的距离L＝600 mm，观察到的干涉条纹如图甲所示。
（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2
位置时，对应的示数如图乙所示，则相邻亮纹的间距Δx＝ mm（结果保留三位小
数）。
（2）计算单色光的波长的公式λ＝ （用L、d、x1、x2表示）。
（3）代入数据计算单色光的波长λ＝ m（结果保留两位有效数字）。
（4）图丙为实验装置示意图，S 为单缝，S1、S2为双缝，屏上O 点处为一亮条纹。若实验
时单缝偏离光轴，向右微微移动，则可以观察到O 点处的干涉条纹 。
A.向左移动
B.向右移动
C.间距变大
D.间距变小
【答案】.（1）1.419 （2）d （x2－x1）
4 L
（3）4.7×10－7 （4）A
解析：（1）螺旋测微器读数为x1＝2 mm＋19.0×0.01 mm＝2.190 mm，x2＝7.5 mm＋
36.5×0.01 mm＝7.865 mm，则相邻亮纹的间距Δx＝x2－x1
4
＝1.419 mm。
（2）根据干涉条纹间距公式Δx＝l
d λ 可得
λ＝d
l Δx＝d （x2－x1）
4 L
。
（3）代入数据可得λ＝0.20×10
－3×1.419×10
－3
600×10
－3
m＝4.7×10－7 m。
（4）根据Δx＝l
d λ 可知，实验时单缝偏离光轴，向右微微移动，因双缝间距、双缝到光屏
的距离、波长都不变，所以条纹间距不变，由于主光轴变的倾斜，可以观察到O 点处的干
涉条纹向左移动，故A 正确。
9. (2025·八省联考云南卷，11)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管(LED)发
出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距d＝0.450 mm，双缝到毛玻璃
的距离l＝365.0 mm，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1 条亮条纹中心，手轮上的读数为x1＝2.145 mm;当分
划板中心刻线对齐第5 条亮条纹中心，手轮上的读数为x5＝4.177 mm。完成下
列填空:
(1)相邻两条亮条纹间的距离Δx＝ mm。
(2)根据 可算出波长(填正确答案标号)。
A.λ＝Δ x
d B.λ＝d
l Δx C.λ＝
l
d Δ x
(3)则待测LED 发出光的波长为λ＝ nm(结果保留3 位有效数字)。
答案 (1)0.508 (2)B (3)626
解析 (1)相邻两条亮条纹间的距离为Δx＝x5- x1
4
＝4.177-2.145
4
mm＝0.508
mm。
(2)根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系Δx＝l
d λ，可得波长为λ＝d
l
Δx，故B 正确。
(3)待测LED 发出光的波长为λ＝d
l
Δx＝0.450×10
-3
365.0×10
-3
×0.508×10－3 m＝6.26×10－7
m
＝626 nm。
10 洛埃德在1834 年提出了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)通过洛埃德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)实验中已知单缝S 到平面镜的垂直距离h＝0.15 mm，单缝到光屏的距离D＝
1.2 m，观测到第3 个亮条纹中心到第12 个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则
该单色光的波长λ＝ m(结果保留1 位有效数字)。
(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离 。
A.将平面镜稍向上移动一些
B.将平面镜稍向右移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光源由红色光改为绿色光
答案 (1)S' (2)6×10－7 (3)AC
解析 (1)通过洛埃德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)第3 个亮条纹中心到第12 个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则相邻亮条纹
间距为Δx＝22.78×10
-3
12-3
m≈2.53×10－3 m，等效双缝间的距离为d＝2h＝0.30
mm ＝3.0×10 －4 m ，根据双缝干涉条纹间距公式有Δx＝D
d λ ，则有λ
＝d Δ x
D
＝3.0×10
- 4×2.53×10
-3
1.2
m≈6×10－7 m。
(3)根据双缝干涉条纹间距Δx＝D
d λ 可知，仅增大D，仅减小d，仅增大波长λ，
都能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离，所以A、C 正确。
