2026年高考物理一轮复习：光学实验（讲义）学生版+解析

第69讲光学实验

核心考点

考点一实验：测量玻璃的折射率.................................................1

考点二实验；用双缝干涉测量光的波长...........................................6

考点一实验：测量玻璃的折射率

基础过关

1.实验原理

如图所示，当光线AO以一定的入射角仇穿过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针•法找出跟入

射光线A。对应的出射光线0'8,从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线。。1求出折射角

心，再根据拉=曾或〃=累计算出玻璃的折射率。

sin02QN

2.实验器材

木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺(刻度尺)、铅笔。

3.实验步骤

(1)用图钉把白纸固定在木板上。

⑵在白纸上画一条直线a优，并取用上的一点。为入射点，作过。点的法线MAT。

(3)画出线段A。作为入射光线，并在A。上插上Pi、P2两个大头针。

(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线44对齐,并画出另一条长边的对齐线bb\

⑸眼睛在"的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使Pi被P2挡住，然后在眼

睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住Pl、P2的像,再插上P4,使P4挡住Pl、P2的像和P3。

(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线03及出射点。，连

接0、0得到线段OO1

(7)用量角器测量入射角仇和折射角伪，并查出其正弦值sin和sin伪。

(8)改变入射角，重复实验。

4.数据分析

(1)计算法

用量角器测量入射角仇和折射角例,并查出其正弦值sin"和sin用算出不同入射角时的用

=统，并取平均值。

(2)图像法

改变入射向自，测出对应的折射角心作sin-sin仇的图像，由〃=般可知图像应是过原

点的直线，如图所示，其斜率为折射率。

tsin4y

(3)“单位圆”法

以入射点。为圆心，以一定的长度R为半径画圆，如图所示，sina嚏，sin仇=黑,OE=

OE'=R，则"=繇=就只要用刻度尺量出E从EH，的长度就可以求出

aA*、N,

B

5.误差分析

本实验误差主要来源于确定入射光线、出射光线时的准确性以及入射角和折射角的测量造成的

偶然误差。

6.注意事项

⑴实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与。之间、

P3与。'之间距离要稍大一些。

(2)入射角6\不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)o

（3）操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线。

（4）实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。

（5）玻璃嵇应选用宽度较大的，宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。

[例1]（24-25高二下•广东•期末）（1）某实验小组用三角形玻璃砖A4c做“测定玻璃折射率”的

实验。如甲图所示，他们将玻璃砖平放在白纸上，并沿界面作出两条直线A3和CB,在直线

一侧插上大头针P/、尸2以记录入射光线的方向，眼睛在玻璃砖的另一侧观察，并插上大头

针心、PJ以记录折射光线的方向。请在甲图中用直尺补充光线在两个界面发生折射的完整的

光路图。

（2）小组中一名同学在处理实验数据时，由于没有量角器，决定仅用一把直角三角板（含毫米

刻度尺）完成折射率的测量。乙图是他记录的入射光线、折射光线、界面和法线。为了方便测

量，他以入射点0为圆心作了一个圆，圆与入射光线的交点为P,与折射光线的交点为M,

如图中虚线所示。请你在此基础上继续完成实验：

①在乙图中用虚线作出需要测量长度的线段P。、MN,并标明字母。与N（用黑色字迹的钢

笔或签字笔作答）;

②用毫米刻度尺测得PQ的长度为cm；（测量时，以答题卡上的户。线段长度为准）

③艰据公式片（用P。、的关系式表示）、以及图中相应线段的测量值，可测得该

玻璃的折射率为（保留三位有效数字）。

【例2】（2025・湖北•模拟预测）如图所示，用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。

①在白纸上画一条直线并画出其垂线cd,交于。点。

②将玻璃砖直径面沿"放置，使其半径。力的中点位于O点，并确定圆弧侧面的位置。

③在”上竖直插上大头针4和鸟，从圆弧侧面透过玻璃砖观察乙和鸟，插上大头针A,要

求巴能挡住____（"选填或和g”）的虚像。

④确定出射光线的位置—［选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针。

⑤撤去玻璃砖和大头针，测得从圆弧面出射的光线与直线E的夹角为30°，则玻璃砖的折射

率〃=o

【例3】（2025.四川眉山.模拟预测）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将

白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃嵇的界面

和外’。。为直线40与c/的交点。在直线04上竖直地插上R、巳两枚大头针,

（1）该同学接下来要完成的必要步骤有

A.插上大头针P3,使P3仅挡住P?的像

B.插上大头针P3,使R挡住R的像和P2的像

C.插上大头针巳，使巳仅挡住P3

D.插上大头针巳，使巳挡住P3和R、P?的像

⑵过P3、P”作直线交讥/于0'，过O'作垂直于讥/的直线NN',连接O。'。测量图中角。

和夕的大小。则玻璃砖的折射率〃=；

（3）如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面'和〃/的间距画斜了。若其他操作正确，则折

射率的测量值—准确值（选填“大于"、"小于''或"等于

【例4】（2025•浙江绍兴•二模）如图所示，某同学用“尺描法”测定三棱镜玻璃的折射率，他在

纸上画出三棱镜界面A3和AC,画一条与A8斜交的直线。。/，眼睛对着AC用直尺M瞄准它

的像，沿直尺画出。2瓦连接0/。2并延长，用圆规截取等长线段。比和O/P,过八P两点分

别作法线NV的垂线LK和PQO

⑴三棱镜折射率为（用图中线段表示）。

（2）下列哪一项操作可以减小实验误差（）

A.。/点离角A更近一些

B.。/和O/P截取更长一些

C.用更短的直尺来瞄准直线

【例5】（2025•重庆•三模）小王同学欲利用“插针法''测定某方形玻璃的折射率，正确操作后,

作出的光路图如图甲所示。因手中无量用器，该同学便以入射点。为圆心作圆，与入射光线、

折射光线分别交于A、B点,再分别过A、3点作法线的垂线，垂足分别为M、N点，如图

乙所示。

P\

(i)下列关于大头针A、鸟的位置，说法正确的是

A.插上大头针使鸟挡住《、鸟的像

B.插上大头针鸟，使《仅挡住巴的像

c.插上大头针巴，使鸟挡住小鸟的像和A

D.插上大头针入，使鸟仅挡住巴

(2)测出线段04、OM、ON的长度分别为5cm、3cm、4cm,则该玻璃的折射率〃=。

(3)另一同学在实验时因粗心将法线画歪了(如图丙)，在其他操作均正确的情况下，则他测得的

折射率将一(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

考点二实验：用双缝干涉测量光的波长

基础过关

1.实验原理

单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中单色光波长/与双缝间距小双缝到

屏的距离/、相邻两条亮(暗)条纹间距1之间满足％=加。

2.实验步骤

(1)观察双缝干涉图样

①将光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如图所示。

滤

透光

光源镜片单缝双缝遮光筒毛玻璃

AA

②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。

③调节各器件的高度和角度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏。

④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行,二者间距约为

5-10cmo

⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。

⑵测量单色光的波长

①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。

②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数山，将该条纹记为第1

条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至第〃条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数

Cino

③用刻度尺测量双缝与光屏间距离是已知的)。

④改变双缝间的距离比双缝到光屏的距离/,重复测量。

3.数据分析

(1)条纹间距&=父子。

(2)波长大=彳2:。

⑶计算多组数据，求人的平均值。

4.误差分析

(1)误差来源

由于光波的波长很短，双缝到光屏的距离I和条纹间距心的测量是否准确对波长的测量影响

很大，是本实验误差的主要来源。

(2)减小误差的方法

①/的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。

②Ax的测量：使用测量头测量，测出〃条亮条纹间的距离。，则Ar=，同样可以多测几次

n-l

求平均值，进一步减小实验误差。

5.注意事项

⑴安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使

单舞、双缝平行且间距适当。

(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。

⑶调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒

不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行。

【例6】(2()25•河南•三模)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的

光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。

甲

(1)M、N、P三个光学元件依次为(填标号);

A.滤光片、单缝、双缝B.单缝、滤光片、双缝

C.单缝、双缝、滤光片D.滤光片、双缝、单缝

(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为/,下列说法正确的是______(填标号);

A.中央亮纹最亮最宽

B.将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度变宽

C,将屏向远离双缝的方向移动，可以减少从目镜中观察到的条纹个数

(3)某次熨验中，目镜中心刻线对齐第〃条亮条纹中心和第(/2+10)条亮条纹中心时、游标卡尺

的示数分别如图乙和图丙所示，图乙中游标卡尺的读数为—mm。已知双缝间距Q=0.4mm,

双缝到屏的距离/=1.0m,严测单色光的波长为—nm(保留三位有效数字)。

12345cm

卅州中1吊卅卅小中田山坤由中用附1r

012345678910

乙

内

【例7】(2025・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。

⑴光具座上标注为。、仄c的仪器依次为o

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o

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

⑶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，，）。

【例8】（2025•山东•模拟预测）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。

图1

（1）下列说法中正确的是__________O

A.要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现

B.使用间距更小的双缝，可增加从目镜中观察到的条纹个数

C.测量某条亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐

⑵该同学调整好实验装置后，测出双缝间距。=0.25mm,双缝到屏的距离/=50cm,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螺旋测微器示数如图2所示，则

图2图3

（3）该同学在实验操作中将一厚度为3丸、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的面，如图3

所示，他观察到的中点夕处为（填正确答案前的字母）。

A.亮纹B.暗纹

【例9】（2025.福建福州.三模）如图中所示，在利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的

间距为d,双缝到光屏的距离为心

甲

⑴实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，

手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数X尸mm；分划板的中心刻度线对准第6

条亮条纹的中心时,手轮上的示数上2；计算波长的表达式为上（用题目中所给符号表示）。

（2）某同学观察到如图丙所示图像，应调节图中的（填“单缝”或"测量头''）；若没有调节，

会导致波长的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。

【例10]（2025•辽宁沈阳•模拟预测）某实验小组按图1所示在光具座上摆放各实验装置，利

用双缝干涉测定光的波长。双缝间距为d=0.300mm,双缝到光屏的距离为L=1.20m,实

验时，接通电源，小灯泡作为光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

已知测量头游标尺为50分度。

光源凸透镜滤光片双缝遮光筒测质头及目镜

[5一]丁曰

图2图3

⑴某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，先得到图2(a),此时图2(b)中游标卡尺的

读数mm；接着再转动手轮，又得到如图3(a),此时图3(b)中游标尺上的读

数马=mm；可得两个相邻条纹间距Ax二mm。

(2)利用上述测量结果，经计算这种色光的波长4=nmo(结果保留三位有效数字)

⑶若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片，在旋转偏振片一周的过程中，在目镜中将看到

()

A.因无法干涉，视野中不再有条纹

B.随着偏振片转动，视野中仍有条纹但亮度忽明忽暗

C.随着偏振片转动，视野中仍有条纹且亮度不变化

D.仅当偏振片转动至其透振方向与单、双缝平行时才有清晰条纹，而转至其他角度时条

纹几乎无法看到

第69讲光学实验

核心考点

考点一实验：测量玻璃的方射率.................................................1

考点二实验：用双缝干涉测量光的波长...........................................6

考点一实验：测量玻璃的折射率

基础过关

1.实验原理

如图所示，当光线40以一定的入射角"穿过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入

射光线A。对应的出射光线05,从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线00，，求出折射角

出，再根据〃=也等或〃=照计算出玻璃的折射率。

sin02QN

2.实验器材

木板、白纸、玻璃彼、大头针、图钉、量角器、直尺(刻度尺)、铅笔。

3.实验步骤

(1)用图钉把白纸固定在木板上。

(2)在白纸上画一条直线cd,并取〃优上的一点O为入射点，作过O点的法线MM；

(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上Pi、P2两个大头针、

(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃柄的一条长边与直线对齐,并画出另一条长边的对齐线bb'o

⑸眼睛在加酌一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使Pi被P2挡住，然后在眼

睛这•侧插上大头针Ps,使P3挡住Pl、P2的像,再插上P4,使P4挡住Pl、P2的像和P3。

(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线03及出射点。，连

接0、0得到线段OO1

(7)用量角器测量入射角仇和折射角伪，并查出其正弦值sin和sin伪。

(8)改变入射角，重复实验。

4.数据分析

(1)计算法

用量角器测量入射角仇和折射角例,并查出其正弦值sin"和sin用算出不同入射角时的用

=也等，并取平均值。

sin02

(2)图像法

改变入射角夕，测出对应的折射角夕2,作sina一sin仇的图像，由〃=曾可知图像应是过原

sin02

点的直线，如图所示，其斜率为折射率。

⑶“单位圆”法

以入射点。为圆心，以一定的长度A为半径画圆，如图所示，sind=,,sin仇=黑,0E=

OE'=R,则〃=列等=整.只要用刻度尺量出EH,的长度就可以求出〃。

sin02E，H，

5.误差分析

本实验误差主要来源于确定入射光线、出射光线时的准确性以及入射角和折射角的测量造成的

偶然误差。

6.注意事项

⑴实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且Pl和P2之间、P3和P4之间、P2与。之间、

P3与。'之间距离要稍大一些。

(2)入射角0\不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)o

（3）操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线。

（4）实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。

（5）玻璃嵇应选用宽度较大的，宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。

[例1]（24-25高二下•广东•期末）（1）某实验小组用三角形玻璃砖A4c做“测定玻璃折射率”的

实验。如甲图所示，他们将玻璃砖平放在白纸上，并沿界面作出两条直线A3和CB,在直线

一侧插上大头针P/、尸2以记录入射光线的方向，眼睛在玻璃砖的另一侧观察，并插上大头

针心、PJ以记录折射光线的方向。请在甲图中用直尺补充光线在两个界面发生折射的完整的

光路图。

（2）小组中一名同学在处理实验数据时，由于没有量角器，决定仅用一把直角三角板（含毫米

刻度尺）完成折射率的测量。乙图是他记录的入射光线、折射光线、界面和法线。为了方便测

量，他以入射点0为圆心作了一个圆，圆与入射光线的交点为P,与折射光线的交点为M,

如图中虚线所示。请你在此基础上继续完成实验：

①在乙图中用虚线作出需要测量长度的线段P。、MN,并标明字母。与N（用黑色字迹的钢

笔或签字笔作答）;

②用毫米刻度尺测得PQ的长度为cm；（测量时，以答题卡上的户。线段长度为准）

③艰据公式片（用P。、的关系式表示）、以及图中相应线段的测量值，可测得该

玻璃的折射率为（保留三位有效数字）。

空气\

1.68(1.66-1.70)—1.56(1.55〜1.65)

透明介'质MN

【详解】（1）大头针尸八尸2的连线为入射光线，大头针尸3、H的连线为两次折射后的折射光

线的方向，作出交点的垂线为法线，完整的光路图如图所示

（2）①⑴在乙图中用虚线作出需要测量长度的线段PQ、MM如图所示

空气\

I

透明介,质

②⑵亳米刻度尺读长度估读到0.1mm,尸。的长度为1.68cm（1.66cm-1.70cm）；

sin

③网设圆的半径为凡根据折射定律的有〃=——i，sini=P=O,sinr=M—N

sinrRR

联立解得九二黑

MN

[4]量出PQ、MN的长度值，可测得该玻璃的折射率为1.56（1.55~1.65）。

【例2】（2025・湖北•模拟预测）如图所示，用插针法测量半圆形玻璃传的折射率。

①在白纸上画一条直线。b,并画出其垂线cd,交于。点。

②将玻璃砖直径面沿时放置，使其半径。力的中点位于O点，并确定圆弧侧面的位置。

③在”上竖直插上大头针4和鸟，从圆弧侧面透过玻璃砖观察乙和鸟，插上大头针A,要

求巴能挡住____（"选填或和g”）的虚像。

④确定出射光线的位置—[选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针。

⑤撤去玻璃砖和大头针，测得从圆弧面出射的光线与直线E的夹角为30°，则玻璃砖的折射

率〃=o

【答案】6和鸟不需要G

【详解】③口]要求々和?在•条光线上，该光线透过玻璃砖后过A，故A要挡住々和△的

虚像；

④[2]cd与"垂直，则过《、鸟的光线与"垂直，光垂直入射时传播方向不变，因此可以确

定圆弧面上的入射点，此时只需要找到折射光线上一点即可确定出射光线，故不需要插第四枚

大头针。

⑤[3]由图中几何关系结合题给条件可知，在圆弧面上入射角为30°，折射角为60°，则有

/2=sin60=75

sin30

【例3】（2025・四川眉山•模拟预测）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将

白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃嵇的界面加'

和%'。0为直线AO与Q#的交点。在直线Q4上竖直地插上耳、P2两枚大头针,

（1）该同学接下来要完成的必要步骤有

A.插上大头针P3,使P3仅挡住P?的像

B.插上大头针P3,使R挡住R的像和P2的像

C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3

D.插上大头针巳，使P4挡住P3和R、2的像

⑵过p,、Pa作直线交从/于。‘，过。'作垂直于的直线NN',连接00。测量图中角a

和"的大小。则玻璃砖的折射率〃=；

⑶如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面4〃和〃/的间距画斜了。若其他操作正确，则折

射率的测量值—准确值（选填“大于"、"小于''或“等于

【答案】（1）BD

cosQ

（2）----

sincr

⑶小于

【详解】（1）该同学接来要完成的必要步骤有；确定P?大头针的位置的方法是插上大头针P3，

使P3能挡住P1、P2的像，确定P4大头针的位置的方法是大头针P,能挡住P3和P1、P2的像，故

该同学接下来要完成的必要步骤是BDo

故选BDo

（2）根据折射定律，可得玻璃砖的折射率为〃=二（90°一仇=上些

sinasin。

（3）如图为在图中分别做出的实际光路图（图中实线）和以〃勿为界面，以大头针留

的痕迹做出出射画的实验光路图（图中虚线）

比较实地光路图的折射角与实验图的折射角关系，可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小。

【例4】（2025•浙江绍兴•二模）如图所示，某同学用"尺瞄法''测定三棱镜玻璃的折射率，他在

纸上画出三棱镜界面和AC,画一条与AB斜交的直线。O/,眼睛对着AC用直尺历瞄准它

的像，沿直尺画出。2爪连接0/02并延长，用圆规截取等长线段。比和O/P,过八尸两点分

（2）下列哪一项操作可以减小实验误差（)

A.0/点离角A更近一些

B.OiL和O/P截取更长一些

C.用更短的直尺来瞄准直线

LK

【答案】（1）而

(2)B

LK

【详解】⑴根据折射率定义有〃二是

0。2

因为=。1乙

LK

整理得〃=而

（2）A.。1点离角4更近一些，会使光线在三棱镜内的光路较短，测量误差相对增大，不利

于减小误差，故A错误；

B.0J、。/截取更长一些，在测量线段长度计算折射率时，相对误差会减小，从而可以

减小实验误差，故B正确：

C.用更短的直尺来瞄准直线，直尺越短，瞄准过程中产生的角度偏差可能越大，会增大实验

误差，故C错误。

故选Bo

【例5】（2025•重庆•三模）小王同学欲利用“插针法测定某方形玻璃的折射率，正确操作后，

作出的光路图如图甲所示。因手中无量角器，该同学便以入射点。为圆心作圆，与入射光线、

折射光线分别交于A、3点，再分别过A、3点作法线的垂线，垂足分别为V、N点，如图

（1）下列关于大头针巴、鸟的位置，说法正确的是_____

A.插上大头针人，使鸟挡住《、鸟的像

B.插上大头针勺，使乙仅挡住g的像

C.插上大头针乙，使鸟挡住小鸟的像和鸟

D.插上大头针己，使匕仅挡住舄

（2）测出线段。4、OM.ON的长度分别为5cm、3cm、4cm,则该玻璃的折射率〃=—。

（3）另一同学在实验时因粗心将法线画歪了（如图丙），在其他操作均正确的情况下，则他测得的

折射率将—（填“偏大”“偏小”或“不变

【答案】⑴AC

4

⑵H

(3)偏大

【详解】(1)确定大头针8的位置的方法是使大头针A能挡住4、鸟的像，则鸟必定在出射

光线方向上，确定大头针巴的位置的方法是使大头针鸟能挡住《、鸟的像和鸟，则鸟必定在

出射光线方向上。

故选ACo

(2)由图可知，OA=OB=5cva,根据几何关系有cosN/AOM=2吆=?,

OA5

cosZBON=-=-

OB5

解得A\OM=53，/BON=37

sin534

根据折射定律可得〃

sin373

(3)由图丙可知，入射角和折射角都减小相同的角度小。，则折射率的测量值为

sin(i-A6)

sin(r一△〃)

+4,,一、,sinz

真实值为项=--

sinr

••sin(z-A6)

因广〈"根据三角函数的性质可判断任

sin/*sin(r-

即"或<"测

故折射率测量值偏大。

考点二实验：用双缝干涉测量光的波长

基础过关

1.实验原理

单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中单色光波长入与双缝间距小双缝到

屏的距离/、相邻两条亮(暗)条纹间距Ar之间满足2=yAxo

2.实验步骤

(1)观察双缝干涉图样

①将光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如图所示。

涯

透光

光源葡片单缝双缝遮光筒毛玻璃

aA

②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。

③调节各器件的高度和角度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏。

④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行,二者间距约为

5Moem。

⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。

⑵测量单色光的波长

①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。

②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数山，将该条纹记为第1

条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至第〃条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数

Cino

③用刻度尺测量双缝与光屏间距离/(d是已知的)。

④改变双缝间的距离比双缝到光屏的距离/,重复测量。

3.数据分析

(1)条纹间距加:=色二詈。

(2)波长A=jAxo

(3)计算多组数据，求人的平均值。

4.误差分析

(1)误差来源

由于光波的波长很短，双缝到光屏的距离/和条纹间距A.V的测量是否准确对波长的测量影响

很大，是本实验误差的主要来源。

(2)减小误差的方法

①/的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。

②1的测量：使用测量头测量，测出〃条亮条纹间的距离。，则以=白，同样可以多测几次

71-1

求平均值，进一步减小实验误差。

5.注意事项

(1)安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使

单舞、双缝平行且间距适当。

(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近。

(3)调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒

不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行。

【例6】(2()25・河南•三模)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的

(DM、N、P三个光学元件依次为(填标号):

A.滤光片、单缝、双缝B.单缝、滤光片、双缝

C.单缝、双缝、滤光片D.滤光片、双单缝

(2)若双缝的间距为〃，屏与双缝间的距离为/,下列说法正确的是______(填标号)；

A.中央亮纹最亮最宽

B.将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度变宽

C.将屏向远离双缝的方向移动，可以减少从目镜中观察到的条纹个数

(3)某次实验中，目镜中心刻线对齐第〃条亮条纹中心和第5+10)条亮条纹中心时，游标卡尺

的示数分别如图乙和图丙所示，图乙中游标卡尺的读数为mm。已知双缝间距d=0.4mm,

双健到屏的距离/=L0m,用测单色光的波长为—nm(保留三位有效数字)。

12345cm

叫WM州中小中』中代出甲I

012345678910

乙

34567cm

式|马小福|川小蜴3片"1川胃”坤工中丽什

012345678910

丙

【答案】⑴A

⑵C

⑶8.70630

【详解】（1）为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光

源经过双缝产生干涉现象，因此，M、N、P三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝。

故选Ao

（2）Ao单色光的干涉条纹等宽等亮，故A错误；

B.干涉条纹宽度与单缝与双缝的距离无关，将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度不变，故B错

误；

C.由双缝干涉条纹间距公式&

a

可知，对于某单色光，波长2一定，增大双缝到光屏的距离L可增加相邻亮纹（暗纹）间的距

离，可以减少从目镜中观察到的条纹个数，故C正确。

故选Co

（3）[1]图乙中游标卡尺的读数为8mm+0.02x35mm=8.70mm

图丙中游标卡尺的读数为24mm+0.02x23mm=24.46mm

相邻条纹间距Ax=O'"_mm=1.576mm

⑵根据条纹间距公式Ar

a

代入数据可得/l=630nm

【例7】（2025•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。

转轮

⑴光具座上标注为以b、c的仪器依次为o

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

⑵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O

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，，）0

【答案】⑴B

⑵B

（3）白色

【洋解】（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4、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

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Bo

（3）取下红色滤光片，调节装置后在目镜中观察到的图样中，观察到的条纹是中夬条纹是白

色，两边是彩色条纹。

【例8】（2025•山东•模拟预测）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。

图1

（1）下列说法中正确的是___________。

A.要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现

B.使用间距更小的双缝，可增加从目镜中观察到的条纹个数

C.测量某条亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐

(2)该同学调整好实验装置后，测出双缝间距d=0.25mm,双缝到屏的距离/=50cm,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螺旋测微器示数如图2所示，则

所测光的波长4为nmo

(3)该同学在实验操作中将一厚度为34、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的吊,如图3

所示，他观察到的中点P处为(填正确答案前的字母)。

A.亮纹B.暗纹

【答案】⑴C

(2)713

⑶B

【详解】(1)A.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A

错误；

B.根据相邻两亮(暗)干涉条纹的间距=M

d

可知要增加观察到的条纹数，即Ar越小，可使用间距更大的双缝，故B错误；

C.测量某条干涉亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐，故C正确。

故选Co

(2)由题图2可知，螺旋测微器的读数分别为%=lmm+0.415mm=1.415mm,

x2=8.5mm+0.045mm=8.545mm

相邻亮条纹的间距X=小二乜=1.426mm

6-1

根据加■=%

a

可得所测光波的波长兄=竿=713nm

(3)S光源发出的光到5、S2的距离相同，透明薄片相当于增加