1　能量量子化多媒体教学设计及其点评

第十七章

波粒二象性

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能量量子化

1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(

) A．温度

C．表面状况

B．材料

D．以上都正确

解析：根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素知，其只与温度有关．

答案：A 2．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是(

) A．6.02×10－23 mol

B．6.625×10－3 mol·s C．6.626×10－34 J·s

D．1.38×10－16

mol·s 解析：普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为6.626×10－34 J·s，在记忆时关键要注意它的单位．

答案：C

[来源:学科网]3．(多选)以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是(

) A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波

B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高

C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强

D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高

解析：由辐射强度随波长变化关系知：随着温度的升高各种波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波．故

正确答案为B、C.

答案：BC 4．(多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(

) A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收

B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍

C．吸收的能量可以是连续的

D．辐射和吸收的能量是量子化的

解析：根据普朗克能量子假说，带电粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，能量的辐射、吸收要一份一份地进行，故A、B、D正确．

答案：ABD 5．对应于3.4×10－19

J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？它是什么颜色？

c解析：根据公式ε＝hν和ν＝得

λ3.4×10－1914ν＝＝－34

Hz＝5.13×10 Hz，

h6.63×10ε8c3.0×10－7λ＝＝14

m＝5.85×10 m.

ν5.13×105．13×1014 Hz的频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5.85×10－7 m.

答案：5.13×1014 Hz

5.85×10－7 m

黄色

1．(多选)下述说法正确的是(

) A．微观粒子的能量变化是跳跃式的

B．能量子与电磁波的频率成正比

C．红光的能量子比绿光大[来源:学科网Z|X|X|K]

D．电磁波波长越长，其能量子越大

答案：AB 2．近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景．关于红外线和光通信，以下说法中正确的是(

) ①光通信就是将文字、数据、图象等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程

②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输

③红外线的频率比可见光的频率高

④红外光子的能量比可见光子的能量大

A．①②

B．③④

C．①③

D．②④

解析：无线光通信技术是光信号在空气中直接传输．光纤通信中的光信号是在光纤中传输．不论哪种方式，传输的都是文字，数据图象等信息．而红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，由爱因斯坦的光子论可知ε＝hν，红外光子的能量比可见光的光子的能量小．

答案：A 3．(多选)对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是(

) A．太阳光是由各种单色光组成的复合光

B．组成太阳光的各单色光中，能量最强的光为红光

C．组成太阳光的各单色光中，能量最强的光为紫光

D．组成太阳光的各单色光的能量都相同

解析：由公式ε＝hν可以知道，光的频率越大能量越强．组成太阳光的各单色光中，紫光的频率最大，故其能量最强．

答案：AC

4．某红光的波长为6.35×10－7 m，求其能量子的值．

c解析：根据公式ν＝和ε＝hν，可求得能量子的值．

λ83.0×10c－19ε＝hν＝hλ＝6.63×10－34× J. －7

J≈3.13×106.35×10答案：3.13×10－19 J[来源:学科网ZXXK]

5．我们周围的一切物体都在向外辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，物理学家通过实验研究黑体的辐射，得到了如图所示的辐射强度—波长的关系图象，你通过分析该图得到的正确结论是：______________________．

解析：黑体的辐射是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量的辐射．同时，黑体是可以吸收所有入射辐射的物体，不会反射任何辐射，故黑体是绝对黑色的．由图象可知，当波长变短，频率增大，而温度升高时，黑体的辐射增强．

答案：温度升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大．

6．(多选)某光源放出波长在500～600 nm之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为1 mW，则它每秒钟发射的光子数可能是(

) A．2.0×1015

C．2.6×1015

B．3.0×1015

来源学科网D．1.5×1015

解析：每秒发出的光子数与发光功率和波长之间的关系为n＝

Pthc，故光子数的范围在2.6×1015～3.0×1015个之间．

λ答案：BC 7．二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×10－5～1.6×10－5 m，相应的频率范围是_____________，相应的光子能量范围是_______________________．“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子的__________________________________．(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×108 m·s－1.结果取两位有效数字)[来源:学科网ZXXK]

c解析：本题给出了波长范围，运用ν＝公式代入计算，得到频λ率范围为1.9×1013～2.1×1013 Hz，再由ε＝hν代入计算得到光子能量范围为1.3×10－20～1.4×10－20 J，温度在微观上是反映物质分子无规则热运动的剧烈程度，因此空气温度升高，从微观上看就是空气分子的无规则运动(热运动)加剧．

答案：2.1×1013～1.9×1013 Hz (写成1.9×1013～2.1×1013 Hz也可) 1．4×10－20～1.3×10－20 J (写成1.3×10－20～1.4×10－20 J也可) 无规则运动加剧或无规则运动平均动能更大