能量量子化（原卷版）

13.5能量量子化知識(shí)點(diǎn)1：熱輻射和黑體輻射1、熱輻射一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射。特點(diǎn)：溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來(lái)越強(qiáng)。隨著溫度的升高，鐵塊從發(fā)熱，再到發(fā)光，顏色不斷發(fā)生變化，如下圖所示：2、黑體輻射黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射。黑體不一定是黑的，只有當(dāng)自身輻射的可見光非常微弱時(shí)看上去才會(huì)是黑的；有些可看成黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射，看起來(lái)還會(huì)很明亮，如煉鋼爐口上的小孔。黑體實(shí)際上是不存在的，只是一種理想模型。黑體同其他物體一樣也在輻射電磁波，黑體的輻射規(guī)律最為簡(jiǎn)單，黑體輻射強(qiáng)度只與溫度有關(guān)。黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，如下圖所示：一般物體和黑體的熱輻射、反射、吸收的特點(diǎn)：熱輻射不一定需要高溫，任何溫度都能發(fā)生熱輻射，只是溫度低時(shí)輻射弱，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)．在一定溫度下，不同物體所輻射的光譜的成分有顯著不同。熱輻射特點(diǎn)吸收、反射的特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類、表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波的波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)弱按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射熱輻射、黑體和黑體輻射1．下列說法正確的是（）A．只有溫度高的物體才會(huì)有熱輻射B．黑體只是從外界吸收能量，從不向外界輻射能量C．黑體可以看起來(lái)很明亮，是因?yàn)楹隗w可以反射電磁波D．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)2．關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是（）A．黑體不僅能吸收電磁波，也能反射電磁波B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律3．關(guān)于黑體輻射圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）A．T1>T2>T3>T4B．T1<T2<T3<T4C．T1=T2=T3=T4D．測(cè)量某黑體任一波長(zhǎng)的光的輻射強(qiáng)度可以得知其溫度4．在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開一小孔，小孔可看作黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度。如圖所示，就是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是（）A．T1＜T2B．在同一溫度下，波長(zhǎng)越短的電磁波輻射強(qiáng)度越大C．隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有所降低D．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)知識(shí)點(diǎn)2：能量子1、普朗克能量子概念能量子：普朗克認(rèn)為微觀世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶電粒子輻射或吸收能量時(shí)，也只能以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射，這樣的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中ν為電磁波的頻率，h叫作普朗克常量，實(shí)驗(yàn)測(cè)得h＝6.63×10－34J·s，。能量的量子化：在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫做能量的量子化。量子化的基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的，而是分立的。2、愛因斯坦的光子說光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱為光子。這說明光在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的。頻率為ν的光子的能量為ε＝hν。理解量子化與能量子5．以下關(guān)于光子的說法正確的是（）A．光子的能量跟它的頻率無(wú)關(guān)B．紫光光子的能量比紅光光子的能量小C．光子是具有質(zhì)量、能量和體積的實(shí)物微粒D．在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子6．關(guān)于對(duì)能量子的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是（）A．振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍C．能量子與電磁波的頻率成反比D．這一假說與現(xiàn)實(shí)世界相矛盾，因而是錯(cuò)誤的根據(jù)公式計(jì)算能量子ε的值7．關(guān)于光子的能量，下列說法中正確的是（）A．光子的能量跟它的頻率成反比B．光子的能量跟它的頻率成正比C．光子的能量跟它的速度成正比D．光子的能量跟它的速度成反比8．蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來(lái)發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫為37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為，根據(jù)熱輻射理論，與輻射源的絕對(duì)溫度的關(guān)系近似為，普朗克常量。那么老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)和老鼠發(fā)出的這種最強(qiáng)的熱輻射每份能量子（又叫作光子）的能量分別是（）A．

B．

C．

D．

知識(shí)點(diǎn)3：能級(jí)1、定義原子的能量是量子化，這些量子化的能量叫做能級(jí)。通常情況原子處于能量最低的狀態(tài)，這是最穩(wěn)定的。高速運(yùn)動(dòng)的原子經(jīng)過撞擊可能躍遷（指從一個(gè)量子狀態(tài)到另一個(gè)量子狀態(tài)的變化過程）到較高的能量狀態(tài)，處于這些狀態(tài)的原子不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)地從能量較低的能級(jí)躍遷，放出光子。原子能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài)，其余稱為激發(fā)態(tài)。處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定。原子分立譜線如下圖所示原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出的光子的能量，等于前后兩個(gè)能級(jí)之差。如圖：hν=E4–E1。當(dāng)原子吸收光子時(shí)會(huì)從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài)，吸收的光子的能量同樣由頻率條件決定。對(duì)能級(jí)的理解9．一個(gè)氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，該氫原子（）A．吸收光子，吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差B．吸收光子，能量減少C．放出光子，能量增加D．放出光子，放出光子的能量等于兩能級(jí)之差10．光子的發(fā)射和吸收過程是（）A．原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末兩個(gè)能級(jí)的能量差B．原子不能從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷C．原子吸收光子后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，放出光子后從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)D．原子無(wú)論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末兩個(gè)能級(jí)的能量差值多選題11．關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是()A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體12．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知（）A．隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)C．隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加D．隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向頻率較高的方向移動(dòng)13．關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是（）A．黑體能夠完全透射照射到它上面的光波B．隨著溫度降低，各種波長(zhǎng)的光輻射強(qiáng)度都有所增加C．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)D．黑體的輻射強(qiáng)度只與它的溫度有關(guān)，與形狀和黑體材料無(wú)關(guān)14．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知（

）A．隨著溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增加B．隨著溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增加C．隨著溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)D．隨著溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)15．關(guān)于普朗克“能量量子化”的假設(shè)，下列說法正確的是（）A．認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，是一份一份的B．認(rèn)為能量值是連續(xù)的C．認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的、連續(xù)的D．認(rèn)為微觀粒子的能量是分立的16．1900年德國(guó)物理學(xué)家普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出了一個(gè)大膽的假說，即能量子假說，下列說法屬于能量子假說內(nèi)容的是（）A．物質(zhì)發(fā)射（或吸收）能量時(shí)，能量不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的B．能量子假說中將每一份能量單位，稱為“能量子”C．能量子假說中的能量子的能量ε=hν，ν為帶電微粒的振動(dòng)頻率，h為普朗克常量D．能量子假說認(rèn)為能量是連續(xù)的，是不可分割的17．一激光器發(fā)光功率為，發(fā)出的激光在折射率為的介質(zhì)中波長(zhǎng)為，若在真空中速度為，普朗克常量為，則下列敘述正確的是（）A．該激光在真空中的波長(zhǎng)為 B．該波的頻率為C．該激光器在內(nèi)輻射的能量子數(shù)為 D．該激光器在內(nèi)輻射的能量子數(shù)為18．下列說法正確的是()A．微觀粒子的能量變化是跳躍式的B．能量子與電磁波的頻率成正比C．紅光的能量子比綠光大D．電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其能量子越大19．下列說法正確的是（）A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波