资源简介

5　微观世界的量子化
1.最早提出量子假说的物理学家是（　　）
A.爱因斯坦 B.牛顿
C.开普勒 D.普朗克
2.下列说法中正确的是（　　）
A.光子说否定了光的电磁说
B.光电效应现象反映了光的粒子性
C.光电效应证明了光的粒子性，从而否定了光的波动性
D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性
3.红、橙、黄、绿四种光的波长逐渐减小，那么这四种光每份能量最小的是（　　）
A.红光 B.橙光
C.黄光 D.绿光
4.一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子（　　）
A.吸收光子，吸收光子的能量等于两能级之差
B.吸收光子，能量减少
C.放出光子，能量增加
D.放出光子，放出光子的能量等于两能级之差
5.（多选）下列关于氢原子光谱和能级的说法正确的是（　　）
A.氢原子光谱中的亮线是由于氢原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形成的
B.氢原子光谱不是连续的，是一些分立的亮线，说明了氢原子的能级是量子化的
C.原子能量越高原子越稳定
D.原子从高能态向低能态跃迁会放出光子，光子能量等于两个能级之差
6.（多选）对光的认识，下列说法中正确的是（　　）
A.个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性
B.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不具有波动性了
D.光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显
7.（多选）下列说法正确的是（　　）
A.原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B.原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C.原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差
D.由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线
8.光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700 nm。400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？（h＝6.63×10－34 J·s）
9.如图所示，某原子三个能级的能量分别为E1、E2和E3，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光，下列判断正确的是（　　）
A.E1＞E2＞E3
B.E3－E2＞E2－E1
C.b光的波长最长
D.c光的频率最高
10.神光 Ⅱ 装置是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λ＝0.35 μm 的紫外激光。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？
11.在半径r＝10 m的球壳中心有一盏功率为P＝40 W的钠光灯（可视为点光源），发出的钠黄光的波长为λ＝0.59 μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3×108 m/s。试求每秒钟穿过S＝1 cm2 球壳面积的光子数目。
5　微观世界的量子化
1.D　普朗克是量子力学的奠基者，被称为量子力学之父。故D正确。
2.B　光既具有粒子性，又具有波动性，但这两种特性并不矛盾。光子说和电磁说各自能解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体。光电效应反映了光的粒子性，但并没有否定光的波动性。少量光子产生的效果往往粒子性比较明显，大量光子往往表现出波动性，所以只有B项正确。
3.A　由光速、波长与频率的关系：c＝νλ知四种光的波长逐渐减小，则其频率应逐渐增大，根据普朗克能量子公式知每个能量子的能量和频率成正比，所以四种光中频率最小的红光能量最小，故A正确。
4.A　氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较低能级向较高能级跃迁时，吸收光子，能量增加，吸收光子的能量等于两能级之差，A正确，B、C、D错误。
5.ABD　原子处于能量越低的状态越稳定，C错误。
6.ABD　个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性；光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因此大量粒子的行为呈现出波动规律，则A、B、D正确，C错误。
7.CD　原子的能量是量子化的，原子从高能级会自发地向低能级跃迁，向外放出光子。光子的能量hν＝E初－E末，由于能级的分立性，放出的光子的能量也是分立的，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线，故C、D正确。
8.4.97×10－19 J　2.84×10－19 J
解析：根据公式ν＝和ε＝hν可知：
400 nm对应的能量子ε1＝h
＝6.63×10－34× J≈4.97×10－19 J。
700 nm对应的能量子ε2＝h
＝6.63×10－34× J≈2.84×10－19 J。
9.D　电子由高能级向低能级跃迁时辐射光子，所以E1＜E2＜E3，A错误；由能级图及hν＝Em－En知，E3－E1＞E2－E1＞E3－E2，即νc＞νb＞νa，又λ＝，所以λc＜λb＜λa，故B、C错误，D正确。
10.4.23×1021个
解析：紫外激光能量子的值为
ε＝＝ J≈5.68×10－19 J
则该紫外激光所含光子数
n＝＝≈4.23×1021（个）。
11.9.4×1012个
解析：钠黄光的频率
ν＝＝ Hz≈5.1×1014 Hz
则一个光子的能量
E0＝hν＝6.63×10－34×5.1×1014 J≈3.4×10－19 J
又钠光灯在t＝1 s内发出光能
E＝Pt＝40×1 J＝40 J
那么在t＝1 s内穿过S＝1 cm2球壳面积的光能量
E1＝＝ J≈3.2×10－6 J
则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数
n＝＝≈9.4×1012（个）。
1 / 35　微观世界的量子化
核心素养目标 物理观念 1.知道光本质的认识史，了解光的波粒二象性及其对立统一的关系。 2.了解爱因斯坦的光子假设
科学思维 了解原子能级及能级跃迁理论
知识点一　波粒二象性
1.光的本质
（1）17世纪，牛顿主张　　　　　，而惠更斯认为光是一种。
（2）19世纪，麦克斯韦更进一步说明：光是一种　　　　　。
（3）19世纪末，包括光电效应等现象，证明了光具有　　　　　。
2.光子：爱因斯坦认为在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，简称光子。
3.波粒二象性：光既有　　　　　又具有 　　　　　。
知识点二　能量量子化
1.能级
（1）定义：原子的能量是　　　　　的，即一系列不连续的值，这些　　　　　　量子化的能量值称为能级。
（2）特点
①原子处于能量　　　的状态，这是最稳定的状态。
②原子在某些情况下，可能会变到　　　　　的状态。
③原子能量取值不是任意的，只能取　　　的若干个数值。
2.跃迁
（1）定义：当氢原子的能量发生变化时，只能从某个能级“跳跃”到另一个能级，这个过程称为跃迁。
（2）特点
①从较低的能级跃迁到较高的能级，必须　　　能量。
②从较高的能级跃迁到较低的能级，必须　　　能量。
③跃迁过程中吸收或释放出的能量都等于两能级的　　　　。
【情景思辨】
1.判断正误。
（1）普朗克认为振动着的带电微粒的能量是不连续的。（　　）
（2）牛顿认为光是一种电磁波。（　　）
（3）光只具有粒子性。（　　）
（4）爱因斯坦认为在空间传播的光是不连续的，并提出了光子的概念。（　　）
2.思考题。
如图所示，为什么原子的发射光谱是一些分立的亮线？
要点一　对波粒二象性的理解
1.光的粒子性并不否定光的波动性，波动性和粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同。当光与其他物质发生作用时，表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高波长短的光，粒子性显著。大量光子在传播时表现为波动性；频率低波长长的光，波动性显著。
2.只有从波粒二象性的角度，才能统一说明光的各种表现。光的波动性和粒子性是统一的。
【典例1】　关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是（　　）
A.光的波粒二象性说明光具有波动性时不具有粒子性，具有粒子性时不具有波动性
B.光的频率越低，粒子性越显著
C.大量光子产生的效果往往显示波动性
D.光的波粒二象性否定了光的电磁说
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.关于光的本性，下列说法中正确的是（　　）
A.关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性
B.光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C.光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性
D.光电效应说明光具有粒子性
2.下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　）
A.有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子
C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D.大量光子的行为往往显示出粒子性
要点二　对能量量子化的理解
1.能量子
（1）普朗克假设
振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
（2）能量子的大小
ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h＝6.626×10－34 J·s。（一般取h＝6.63×10－34 J·s）
（3）能量的量子化
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。这种现象叫能量的量子化。
2.能级
（1）对能级定义的理解
原子处于最低的能级时，原子是最稳定的；原子处于高能级时，原子是不稳定的，会向低能级跃迁。
（2）特点
①原子从低能级向高能级跃迁需要吸收能量，等于前后两个能级之差。
②原子从高能级可以自发地向低能级跃迁，跃迁释放出光子的能量等于前后两个能级之差。
【典例2】　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。普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（　　）
A.2.3×10－18 W B.3.8×10－19 W
C.7.0×10－10 W D.1.2×10－18 W
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
方法技巧
解有关能量子问题的技巧
（1）熟练掌握能量子的计算公式：ε＝hν＝。
（2）把握宏观能量E＝Pt与微观能量子的关系：E＝nε。
（3）正确建立模型。
1.（多选）以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　）
A.物体的带电荷量 B.物体的质量
C.物体的动能 D.学生的个数
2.（多选）下列有关于原子能级的说法中正确的是（　　）
A.原子的能量是量子化的，只能是一系列不连续的值
B.原子通常处于能量最低的基态
C.原子从某个能级跃迁到另一能级时，辐射（或吸收）一定频率的光子
D.原子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
要点回眸
1.有关光的本性，下列说法正确的是（　　）
A.光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的
B.光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点
C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性
D.由于光既有波动性，又有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性
2.（多选）关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（　　）
A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C.能量子与电磁波的频率成正比
D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
3.（多选）对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有（　　）
A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的
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
4.两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光子数之比为4∶5，则这两束光的光子能量和波长之比为（　　）
A.4∶5　4∶5 B.5∶4　4∶5
C.5∶4　5∶4 D.4∶5　5∶4
5　微观世界的量子化
【基础知识·准落实】
知识点一
1.（1）微粒说　波　（2）电磁波　（3）粒子性
3.波动性　粒子性
知识点二
1.（1）量子化　不连续的　（2）①最低　②能量较高　③分立
2.（2）①吸收　②释放　③能量差
情景思辨
1.（1）√　（2）×　（3）×　（4）√
2.提示：原子的能级是分立的，原子自发地从高能级向低能级跃迁释放的光子能量也是分立的，因此原子的发射光谱是一些分立的亮线。
【核心要点·快突破】
要点一
【典例1】　C　光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故A、D错误。光的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，故B错误。大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故C正确。
素养训练
1.D　光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒。某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象。某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象。要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系，D正确。
2.C　光具有波粒二象性，即具有波动性和粒子性，A错误；光子不是实物粒子，电子为实物粒子，故B错误；光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越明显，C正确；大量光子的行为显示波动性，D错误。
要点二
【典例2】　A　因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，t＝1 s，又ε＝hν＝h，可解得P＝ W＝2.3×10－18 W。故A正确。
素养训练
1.AD　所谓“量子化”就是不连续的，是一份一份的，故选A、D。
2.ABC　A、B、C三项其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念，原子的能量是不连续的，只能是一系列分立的值，原子通常处于能量较低的状态，当发生能级跃迁时，要吸收或放出一定频率的光子，原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关，则A、B、C正确，D项错误。
【教学效果·勤检测】
1.D　19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍射现象，这属于波的特性，微粒说无法解释；但到了19世纪末又发现了光的新现象——光电效应，这种现象波动说不能解释，证实光具有粒子性。因此，光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，只能认为光具有波粒二象性，故选项A、B、C错误，D正确。
2.BC　普朗克能量子假说认为，能量存在某一个最小值，带电微粒辐射或吸收的能量只能是这个最小能量值的整数倍，故A错误，B正确；能量子与电磁波的频率成正比，故C正确；能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误。
3.ABD　根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整倍数，故A、B、D正确，C错误。
4.B　由E＝nε知，能量相同时n与ε成反比，所以光子能量比为5∶4。又根据ε＝hν＝h，所以波长之比为4∶5。故B正确。
1 / 6(共50张PPT)
5　微观世界的量子化
核
心 素
养 目
标 物理 观念 1.知道光本质的认识史，了解光的波粒二象性及其对立
统一的关系。
2.了解爱因斯坦的光子假设
科学 思维 了解原子能级及能级跃迁理论
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　波粒二象性
1. 光的本质
（1）17世纪，牛顿主张 ，而惠更斯认为光是一
种 。
（2）19世纪，麦克斯韦更进一步说明：光是一种 。
（3）19世纪末，包括光电效应等现象，证明了光具有
。
微粒说　
波　
电磁波　
粒子
性　
2. 光子：爱因斯坦认为在空间传播的光是不连续的，而是一份一份
的，每一份叫作一个光量子，简称光子。
3. 波粒二象性：光既有 又具有 。
波动性　
粒子性　
知识点二　能量量子化
1. 能级
（1）定义：原子的能量是 的，即一系列不连续的值，
这些 量子化的能量值称为能级。
（2）特点
①原子处于能量 的状态，这是最稳定的状态。
②原子在某些情况下，可能会变到 的状态。
③原子能量取值不是任意的，只能取 的若干个数
值。
量子化　
不连续的　
最低　
能量较高　
分立　
2. 跃迁
（1）定义：当氢原子的能量发生变化时，只能从某个能级“跳
跃”到另一个能级，这个过程称为跃迁。
（2）特点
①从较低的能级跃迁到较高的能级，必须 能量。
②从较高的能级跃迁到较低的能级，必须 能量。
③跃迁过程中吸收或释放出的能量都等于两能级的
。
吸收　
释放　
能量
差　
【情景思辨】
1. 判断正误。
（1）普朗克认为振动着的带电微粒的能量是不连续的。
（　√　）
（2）牛顿认为光是一种电磁波。 （　×　）
（3）光只具有粒子性。 （　×　）
（4）爱因斯坦认为在空间传播的光是不连续的，并提出了光子的
概念。 （　√　）
√
×
×
√
2. 思考题。
如图所示，为什么原子的发射光谱是一些分立的亮线？
提示：原子的能级是分立的，原子自发地从高能级向低能级跃
迁释放的光子能量也是分立的，因此原子的发射光谱是一些分
立的亮线。
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　对波粒二象性的理解
1. 光的粒子性并不否定光的波动性，波动性和粒子性都是光的本质属
性，只是在不同条件下的表现不同。当光与其他物质发生作用时，
表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高
波长短的光，粒子性显著。大量光子在传播时表现为波动性；频率
低波长长的光，波动性显著。
2. 只有从波粒二象性的角度，才能统一说明光的各种表现。光的波动
性和粒子性是统一的。
【典例1】　关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是（　　）
A. 光的波粒二象性说明光具有波动性时不具有粒子性，具有粒子性
时不具有波动性
B. 光的频率越低，粒子性越显著
C. 大量光子产生的效果往往显示波动性
D. 光的波粒二象性否定了光的电磁说
解析：光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说
某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故A、D错误。光
的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，故B错
误。大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，
故C正确。
1. 关于光的本性，下列说法中正确的是（　　）
A. 关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，
爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性
B. 光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以
看成微观概念上的粒子
C. 光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性
D. 光电效应说明光具有粒子性
解析： 　光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小
可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械
波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，
不是牛顿微粒说中的经典微粒。某现象说明光具有波动性，是指波
动理论能解释这一现象。某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子
说解释这个现象。要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关
系，D正确。
2. 下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　）
A. 有的光是波，有的光是粒子
B. 光子与电子是同样的一种粒子
C. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D. 大量光子的行为往往显示出粒子性
解析： 　光具有波粒二象性，即具有波动性和粒子性，A错误；
光子不是实物粒子，电子为实物粒子，故B错误；光的波长越长，
其波动性越明显；波长越短，其粒子性越明显，C正确；大量光子
的行为显示波动性，D错误。
要点二　对能量量子化的理解
1. 能量子
（1）普朗克假设
振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即
能量的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最
小能量值ε叫作能量子。
（2）能量子的大小
ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h＝
6.626×10－34 J·s。（一般取h＝6.63×10－34 J·s）
（3）能量的量子化
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分
立的。这种现象叫能量的量子化。
2. 能级
（1）对能级定义的理解
原子处于最低的能级时，原子是最稳定的；原子处于高能级
时，原子是不稳定的，会向低能级跃迁。
（2）特点
①原子从低能级向高能级跃迁需要吸收能量，等于前后两个
能级之差。
②原子从高能级可以自发地向低能级跃迁，跃迁释放出光子
的能量等于前后两个能级之差。
【典例2】　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。
普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到
绿光时所接收到的最小功率是（　　）
A. 2.3×10－18 W B. 3.8×10－19 W
C. 7.0×10－10 W D. 1.2×10－18 W
解析：因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，所以察觉
到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，t＝1 s，又ε＝hν＝h，
可解得P＝ W＝2.3×10－18 W。故A正确。
方法技巧
解有关能量子问题的技巧
（1）熟练掌握能量子的计算公式：ε＝hν＝。
（2）把握宏观能量E＝Pt与微观能量子的关系：E＝nε。
（3）正确建立模型。
1. （多选）以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　）
A. 物体的带电荷量 B. 物体的质量
C. 物体的动能 D. 学生的个数
解析： 　所谓“量子化”就是不连续的，是一份一份的，故选
A、D。
2. （多选）下列有关于原子能级的说法中正确的是（　　）
A. 原子的能量是量子化的，只能是一系列不连续的值
B. 原子通常处于能量最低的基态
C. 原子从某个能级跃迁到另一能级时，辐射（或吸收）一定频率的
光子
D. 原子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
解析： 　A、B、C三项其核心是原子定态概念的引入与能
量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念，原子的能量是
不连续的，只能是一系列分立的值，原子通常处于能量较低的
状态，当发生能级跃迁时，要吸收或放出一定频率的光子，原
子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关，则
A、B、C正确，D项错误。
要点回眸
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 有关光的本性，下列说法正确的是（　　）
A. 光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的
B. 光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点
C. 大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性
D. 由于光既有波动性，又有粒子性，无法只用其中一种去说明光的
一切行为，只能认为光具有波粒二象性
解析： 　19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍
射现象，这属于波的特性，微粒说无法解释；但到了19世纪末又发
现了光的新现象——光电效应，这种现象波动说不能解释，证实光
具有粒子性。因此，光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏
观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不
同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，只能认为光具有
波粒二象性，故选项A、B、C错误，D正确。
2. （多选）关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是
（　　）
A. 振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B. 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C. 能量子与电磁波的频率成正比
D. 这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
解析： 　普朗克能量子假说认为，能量存在某一个最小值，带
电微粒辐射或吸收的能量只能是这个最小能量值的整数倍，故A错
误，B正确；能量子与电磁波的频率成正比，故C正确；能量子假
说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界
相矛盾，故D错误。
3. （多选）对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有
（　　）
A. 以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的
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： 　根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射
和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整倍数，故A、B、D正
确，C错误。
4. 两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段
时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面
上的光子数之比为4∶5，则这两束光的光子能量和波长之比为
（　　）
A. 4∶5　4∶5 B. 5∶4　4∶5
C. 5∶4　5∶4 D. 4∶5　5∶4
解析： 　由E＝nε知，能量相同时n与ε成反比，所以光子能量比
为5∶4。又根据ε＝hν＝h，所以波长之比为4∶5。故B正确。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
1. 最早提出量子假说的物理学家是（　　）
A. 爱因斯坦 B. 牛顿
C. 开普勒 D. 普朗克
解析： 　普朗克是量子力学的奠基者，被称为量子力学之父。故
D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2. 下列说法中正确的是（　　）
A. 光子说否定了光的电磁说
B. 光电效应现象反映了光的粒子性
C. 光电效应证明了光的粒子性，从而否定了光的波动性
D. 大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析： 　光既具有粒子性，又具有波动性，但这两种特性并不矛
盾。光子说和电磁说各自能解释光特有的现象，两者构成一个统一
的整体。光电效应反映了光的粒子性，但并没有否定光的波动性。
少量光子产生的效果往往粒子性比较明显，大量光子往往表现出波
动性，所以只有B项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3. 红、橙、黄、绿四种光的波长逐渐减小，那么这四种光每份能量最
小的是（　　）
A. 红光 B. 橙光
C. 黄光 D. 绿光
解析： 　由光速、波长与频率的关系：c＝νλ知四种光的波长逐渐
减小，则其频率应逐渐增大，根据普朗克能量子公式知每个能量子
的能量和频率成正比，所以四种光中频率最小的红光能量最小，故
A正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
4. 一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子（　　）
A. 吸收光子，吸收光子的能量等于两能级之差
B. 吸收光子，能量减少
C. 放出光子，能量增加
D. 放出光子，放出光子的能量等于两能级之差
解析： 　氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较低能级
向较高能级跃迁时，吸收光子，能量增加，吸收光子的能量等于两
能级之差，A正确，B、C、D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
5. （多选）下列关于氢原子光谱和能级的说法正确的是（　　）
A. 氢原子光谱中的亮线是由于氢原子从高能级向低能级跃迁时释放
出光子形成的
B. 氢原子光谱不是连续的，是一些分立的亮线，说明了氢原子的能
级是量子化的
C. 原子能量越高原子越稳定
D. 原子从高能态向低能态跃迁会放出光子，光子能量等于两个能级
之差
解析： 　原子处于能量越低的状态越稳定，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6. （多选）对光的认识，下列说法中正确的是（　　）
A. 个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性
B. 光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引
起的
C. 光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就
不具有波动性了
D. 光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，
在另外某种场合下，光的粒子性表现明显
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析： 　个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表
现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为
波动性；光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现
为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因此大量
粒子的行为呈现出波动规律，则A、B、D正确，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
7. （多选）下列说法正确的是（　　）
A. 原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量
值，可以连续变化
B. 原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C. 原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后
两个能级之差
D. 由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的
发射光谱只有一些分立的亮线
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析： 　原子的能量是量子化的，原子从高能级会自发地向低
能级跃迁，向外放出光子。光子的能量hν＝E初－E末，由于能级的
分立性，放出的光子的能量也是分立的，所以原子的发射光谱只有
一些分立的亮线，故C、D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
8. 光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700 nm。400
nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？（h＝6.63×10－34
J·s）
答案：4.97×10－19 J　2.84×10－19 J
解析：根据公式ν＝和ε＝hν可知：
400 nm对应的能量子ε1＝h＝6.63×10－34× J≈4.97×10
－19 J。
700 nm对应的能量子ε2＝h＝6.63×10－34× J≈2.84×10
－19 J。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
9. 如图所示，某原子三个能级的能量分别为E1、E2和E3，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光，下列判断正确的是（　　）
A. E1＞E2＞E3 B. E3－E2＞E2－E1
C. b光的波长最长 D. c光的频率最高
解析： 　电子由高能级向低能级跃迁时辐射光子，所以E1＜
E2＜E3，A错误；由能级图及hν＝Em－En知，E3－E1＞E2－E1
＞E3－E2，即νc＞νb＞νa，又λ＝，所以λc＜λb＜λa，故B、C错
误，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10. 神光 Ⅱ 装置是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λ＝0.35 μm 的紫外激光。已知普朗克常
量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？
答案：4.23×1021个
解析：紫外激光能量子的值为
ε＝＝ J≈5.68×10－19 J
则该紫外激光所含光子数
n＝＝≈4.23×1021（个）。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
11. 在半径r＝10 m的球壳中心有一盏功率为P＝40 W的钠光灯（可视
为点光源），发出的钠黄光的波长为λ＝0.59 μm，已知普朗克常
量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3×108 m/s。试求每秒钟穿
过S＝1 cm2球壳面积的光子数目。
答案：9.4×1012个
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析：钠黄光的频率
ν＝＝ Hz≈5.1×1014 Hz
则一个光子的能量
E0＝hν＝6.63×10－34×5.1×1014 J≈3.4×10－19 J
又钠光灯在t＝1 s内发出光能
E＝Pt＝40×1 J＝40 J
那么在t＝1 s内穿过S＝1 cm2球壳面积的光能量
E1＝＝ J≈3.2×10－6 J
则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数
n＝＝≈9.4×1012（个）。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
谢谢观看!

展开更多......

收起↑