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1、第十七章波粒二象性第1节能量量子化一、黑体与黑体辐射1黑体：是指能够_吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体2热辐射：周围的一切物体都在辐射_，这种辐射与物体的_有关3黑体辐射的实验规律图1(1)一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与_有关外，还与材料的种类及表面状况有关(2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_有关，如图1所示随着温度的升高，各种波长的辐射强度都_；随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长_的方向移动二、能量子1定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的_即：能的辐射或者吸收只能是_这个不可再分的最小能量值叫做_2能量子大小h，其中
2、是电滋波的频率，h称为_常量h_Js(一般取h6.631034Js)3能量的量子化在微观世界中微观粒子的能量是_的，或者说微观粒子的能量是_的这种现象叫能量的量子化【概念规律练】知识点一黑体和黑体辐射1下列叙述中正确的是()A一切物体都在辐射电磁波B一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关D黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波知识点二黑体辐射的规律2关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有()A随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C黑体辐射的强度与波长无关D黑体辐射无任何实验规律3黑体辐射的
3、实验规律如图2所示，由图可知()图2A随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动知识点三能量子4已知某种单色光的波长为，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子的值为()Ah B.C. D以上均不正确5神光“”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长为0.35 m的紫外激光，已知普朗克常量h6.631034Js，则该紫外激光所含光子数为()A2.11021个 B4.21021个C2.11015
4、个 D4.21015个【方法技巧练】利用能量子的关系式求解有关问题6氦氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为()A2.21015 B3.21015C2.21014 D3.210147小灯泡的功率P1 W，设其发光向四周均匀辐射，平均波长106 m，求在距离d1.0104m处，每秒钟落在垂直于光线方向面积为1 cm2上的光子数是多少？(h6.631034Js)1对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A温度 B材料C表面状况 D以上都正确2能正确解释黑体辐射实验规律的是()A能量的连续经典理论B普朗克提出的能量量子化理论C以上两种理论体系任何一
5、种都能解释D牛顿提出的能量微粒说3下列说法正确的是()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D电磁波波长越长，其能量子越大4红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A红光 B橙光C黄光 D绿光5单色光从真空射入玻璃时，它的()A波长变长，速度变小，光量子能量变小B波长变短，速度变大，光量子能量变大C波长变长，速度变大，光量子能量不变D波长变短，速度变小，光量子能量不变6关于光的传播，下列说法中正确的是()A各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同B各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同C同一色光在各种介质中折射率不同，
6、不同色光在同一介质中折射率相同D各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长7对于带电微粒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为单位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8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色光B在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C在组成太阳光的各单色光中，其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9在自然界生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用蛇
7、是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在假设老鼠的体温约37，它发出的最强的热辐射的波长为max.根据热辐射理论，max与辐射源的绝对温度T的关系近似为maxT2.90103 mK.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为()A7.8105 m B9.4106 mC1.16104 m D9.7108 m题号123456789答案10.由能量的量子化假说可知，能量是一份一份的而不是连续的，但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因11人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉普朗克常量
8、为6.631034 Js，光速为3.0108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？12某广播电台的发射功率为10 kW，能发射出在空气中波长为187.5 m的电磁波，试求：(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？(2)若向四面八方发射的光子视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒钟接收的光子个数以及接收功率？第十七章波粒二象性第1节能量量子化课前预习练一、1.完全2电磁波温度3(1)温度(2)温度增加较短二、1.整数倍一份一份的能量子2普朗克6.62610343量子化分立课堂探究练1ACD根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐
9、射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确2AB黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动3ACD点评黑体辐射具有以下规律：随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动4A由光速、波长的关系可得出光的频率，从而hh，故A正确5B6B一个光子能量h.当激光器输出功率为1 mW时，每秒发出光子数为N3.21015个，B正确74105个解析每秒钟内小灯泡发出的能量为EPt1 J光子的能量：h J1.9891019 J
10、小灯泡每秒钟辐射的光子数：n个51018个距离小灯泡d的球面面积为：S4d24(1.0104)2 m21.256109 m21.2561013 cm2每秒钟辐射到1 cm2的球面上的光子数为：N个4105个方法总结解决有关光子的能量辐射问题要明确能量子与功率、波长、光速和频率之间的关系，熟练掌握EPtn、h、c等公式是解决这类问题的关键课后巩固练1A根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素得其只与温度有关2B根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确3AB4
11、A5D因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率n可知，光的速度变小，波长变短6ABD各种色光在真空中的传播速度都相同；同一介质对不同色光有不同的折射率；同一色光频率不变；同一色光在不同介质中波速不同，在不同介质中波长不同7ABD8.AC9B体温为37时，热力学温度T310 K，根据maxT2.90103 mK，得max m9.4106 m10由于宏观物质是由大量微粒组成的，每一个粒子的能量是一份一份的，这符合能量量子化假说，而大量粒子则显示出了能量的连续性，故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的，而是连续的112.31018 W解析因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P，式中E6，又hh，可解得P W2.31018 W.12(1)1031个(2)41023个4104 W解析(1)每个光子的能量h J1.061027 J.则每秒钟电台发射上述波长的光子数NPt/个11031个(2)设环状天线每秒接收光子数为n，以电台发射天线为球心，则半径为R的球面积S4R2.而环状天线的面积Sr2，所以nN41023个；接收功率P收P总4104 W.点评电磁波的传播或接收不是连续的，而是与可见光一样都是一份一份的，而每一份光子的能量为h；其次，解决本题还要注意能量守恒观点在电磁波知识中的应用6