人教版(2019)选择性必修 第三册 第四章 1 普朗克黑体辐射理论(课件 学案 练习,3份打包)

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人教版(2019)选择性必修 第三册 第四章 1 普朗克黑体辐射理论(课件 学案 练习,3份打包)

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第1节 普朗克黑体辐射理论
(分值:100分)
选择题1~11题,每小题8分,共88分。
对点题组练
题组一 黑体与黑体辐射 黑体辐射的实验规律
1.(多选)下列叙述正确的是(  )
一切物体都在辐射电磁波
一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
2.(多选)下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是(  )
黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射
黑体的温度升高时可以辐射出任何频率(波长)的电磁波(包括可见光和不可见光)
黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释
黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释
3.关于黑体辐射,下列说法正确的是(  )
一切物体只有在吸收电磁波的同时才会辐射电磁波
黑体在不断的辐射电磁波,且温度越高最强辐射波的波长越长
黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射,因此肉眼看不到黑体
黑体辐射电磁波的能量是不连续的,而是某个能量值的整数倍
4.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是(  )
A B C D
5.(多选)根据黑体辐射的实验规律,以下判断正确的是(  )
在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
在同一温度下,辐射强度最大的电磁波的波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大与最小波长之间
温度越高,辐射强度的极大值就越大
温度越高,辐射强度最大的电磁波的波长越短
题组二 能量子
6.(多选)关于对普朗克能量子假说的认识,下列说法正确的是(  )
振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
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
能量子与电磁波的频率成正比
这一假说与现实世界相矛盾,因而是错误的
7.某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h为普朗克常量,则激光器每秒发射的光子数为(  )
λPhc
8.硅光电池是将光辐射的能量转化为电能,若有N个波长为λ0的光子打在硅光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)(  )
h Nh Nhλ0 2Nhλ0
综合提升练
9.一盏电灯的发光功率为100 W,假设它发出的光向四周均匀辐射,光的平均波长为λ=6.0×10-7 m,普朗克常量为6.63×10-34 J·s,光速为3×108 m/s,在距电灯10 m远处,以电灯为球心的球面上,1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(  )
2.4×1017个 2.4×1016个
2.4×1015个 2.4×1010个
10.(多选)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6 m,功率为5.0×10-3 W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s,该激光器发出的(  )
是紫外线
是红外线
光子能量约为1.3×10-18 J
光子数约为每秒3.8×1016个
11.蛇是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温为37 ℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm,根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmT=2.90×10-3 m·K,普朗克常量h=6.626×10-34 J·s,光速为c=3×108 m/s。那么老鼠发出最强的热辐射的波长和老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子(又叫作光子)的能量分别是(  )
7.8×10-5 m 1.89×10-20 J
9.4×10-6 m 2.11×10-20 J
1.16×10-4 m 2.11×10-18 J
9.7×10-8 m 1.10×10-20 J
培优加强练
12.(12分)纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面。将激光束的宽度聚光到纳米级范围内,可以精确地修复人体损坏的器官。糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因,利用聚光到纳米级的激光束进行治疗,90%的患者都可以避免失明的严重后果。一台功率为10 W的氩激光器,能发出波长λ=500 nm的激光,用它“点焊”视网膜,每次“点焊”需要2×10-3 J的能量,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,求:
(1)(6分)每次“点焊”视网膜的时间;
(2)(6分)在一次“点焊”的时间内发出的激光光子的数量。
第1节 普朗克黑体辐射理论
1.ACD [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射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的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。]
2.ABD [如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体,故A正确;黑体的温度升高时,一方面,各种波长的辐射强度都有增加(包括可见光和不可见光),另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故B正确;黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释,普朗克提出能量量子化理论对黑体辐射的实验规律进行了解释,故C错误,D正确。]
3.D [自然界的任何物体都向外辐射电磁波,故A错误;黑体在不断的辐射电磁波,且温度越高最强辐射波的波长越短,故B错误;黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射,但黑体辐射光,肉眼能看到黑体,故C错误;根据量子化的理论,黑体辐射电磁波的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍,故D正确。]
4.A [由黑体辐射实验规律知温度越高,辐射越强,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,A正确,B、C、D错误。]
5.BCD [在同一温度下,辐射强度最大的电磁波的波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大与最小波长之间,故A错误,B正确;黑体辐射的强度与温度有关,温度越高,黑体辐射的强度越大,且辐射强度的极大值也就越大,C正确;随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故D正确。]
6.BC [由普朗克能量子假说可知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,A、D错误,B正确;由ε=hν可知能量子与电磁波的频率ν成正比,C正确。]
7.A [每个光子的能量ε=hν=,每秒钟发射的总能量为P,则n==,故A正确。]
8.B [一个光子的能量ε=hν=h,则N个光子的总能量E=Nh,选项B正确。]
9.A [光是电磁波,辐射能量也是一份一份进行的,100 W的灯泡每秒产生光能E=100 J,设灯泡每秒发出的光子数为n,则E=nhν=nh,在以电灯为球心的球面上,1 m2的面积每秒通过的光子数n′==≈2.4×1017个,故A正确。]
10.BD [该激光器发射激光的波长大于可见光的波长,属于红外线,故A错误,B正确;光子能量ε=h=6.63×10-34× J≈1.3×10-19 J,故C错误;每秒发出的光子数n=≈3.8×1016个,故D正确。]
11.B [由题可知,老鼠的体温为37 ℃,即310 K,根据λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmT=2.90×10-3 m·K,则老鼠发出的最强热辐射波长λm≈9.4×10-6 m,根据光子能量公式ε=hν=h≈2.11×10-20 J,故B正确。]
12.(1)2×10-4 s (2)5×1015个
解析 (1)已知激光器的功率P=10 W
每次“点焊”需要的能量E=2×10-3 J
根据E=Pt得
每次“点焊”视网膜的时间是t== s=2×10-4 s。
(2)设每个光子的能量为ε,
则ε=hν=h
在这段时间内发出的激光光子的数量
n=== 个≈5×1015 个。第1节 普朗克黑体辐射理论
学习目标 1.了解黑体和黑体辐射的概念,了解黑体辐射的实验规律。 2.了解能量子的概念,了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
知识点一 黑体与黑体辐射 黑体辐射的实验规律
黑体实际上是不存在的,只是一种理想情况。如果做一个闭合的空腔,在空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收,这个带小孔的空腔就可以近似为一个绝对黑体,如图所示。为什么带小孔的空腔能够近似为黑体?
                                    
                                    
                                    
1.黑体
(1)定义:某种物体能够      入射的各种波长的电磁波而不发生    ,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。
(2)黑体是一个理想化的物理模型。
(3)黑体看上去不一定是黑的,有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射,看起来还会很明亮。
2.黑体辐射
(1)定义:黑体虽然不    电磁波,却可以向外    电磁波,这样的辐射叫作黑体辐射。
(2)黑体辐射特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的    有关。
3.黑体辐射的实验规律:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的      有关,如图所示。
黑体辐射的实验规律
(1)随着温度的升高,各种波长的辐射强度都    。
(2)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长    的方向移动。
例1 对黑体的认识,下列说法正确的是(  )
A.黑体不仅能吸收电磁波,也能反射电磁波
B.黑体是黑色的且其自身辐射电磁波
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关,还与材料的种类及其表面状况有关
D.黑体是一种理想化模型,实际物体没有绝对黑体
听课笔记                                     
                                    
 一般物体与黑体的比较
热辐射特点 吸收、反射特点
一般物体 辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况都有关 既吸收又反射,其能力与材料的种类及入射波长等因素有关
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 完全吸收各种入射电磁波,不反射
训练1 (多选)如图所示就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是(  )
A.T1>T2
B.T1C.随着温度的升高,黑体的辐射强度都有所降低
D.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
知识点二 能量子
1.定义:组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的      ,这个不可再分的最小能量值ε叫作      。
2.表达式:ε=    。其中ν是带电微粒的振动频率,即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率。h称为         ,h=6.626 070 15×10-34 J·s。
3.能量的量子化:微观粒子的能量是    的,或者说微观粒子的能量是    的。
【思考】
在一杯开水中放入一支温度计,开水静置在室内,可以看到开水的温度是逐渐降低的。既然从微观的角度来看开水的能量是一份一份向外辐射的,为什么它的温度不是一段一段地降低呢?
                                    
                                    
                                    
例2 (多选)1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说,即能量子假说,下列说法属于能量子假说内容的是(  )
A.物质发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是一份一份进行的
B.能量子假说中将不可再分的最小能量值,称为“能量子”
C.能量子假说中的能量子ε=hν,ν为带电微粒的振动频率,h为普朗克常量
D.能量子假说认为能量是连续的,是不可分割的
听课笔记                                     
                                    
                                    
(1)物体在发射或接收能量的时候,只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态,而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态。
(2)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为:物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化;在研究微观粒子运动时必须考虑能量量子化。    训练2 两束单色光,都垂直地照射到同一物体表面,第一束光在某段时间内打在物体表面的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4,该时间段两束光照射到物体表面的总能量相同,则这两束光的光子能量之比和波长之比分别为(  )
A.4∶5 4∶5 B.5∶4 4∶5
C.5∶4 5∶4 D.4∶5 5∶4
随堂对点自测
1.(黑体与黑体辐射)(多选)关于黑体及黑体辐射,下列说法正确的是(  )
A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,与材料的种类及表面状况无关
D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,这个带小孔的空腔就近似为一个黑体
2.(黑体辐射的实验规律)(多选)如图所示为关于黑体辐射的图像,下列判断正确的是(  )
A.T1B.T1>T2>T3>T4
C.测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度
D.测量某黑体辐射的任一波长的光的辐射强度可以得知其温度
3.(能量子)(多选)对于带电微粒辐射或吸收电磁波的特点,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.辐射或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.辐射或吸收的能量是量子化的
第1节 普朗克黑体辐射理论
知识点一
导学 提示 从外面射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,所以这个带小孔的空腔能够近似为黑体。
知识梳理
1.(1)完全吸收 反射 2.(1)反射 辐射 (2)温度
3.温度 (1)增加 (2)较短
例1 D [黑体吸收电磁波而不发生反射,黑体自身向外辐射电磁波,不一定是黑色的,A、B错误;任何物体都会反射电磁波,只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的,黑体是一种理想化的模型,D正确;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,与材料的种类及其表面状况无关,C错误。]
训练1 AD [不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的,温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,所以T1>T2,故A、D正确,B错误;随着温度的升高,黑体辐射的各种波长的辐射强度都有增加,C错误。]
知识点二
1.整数倍 能量子 2.hν 普朗克常量 3.量子化 分立
[思考] 提示 能量子的值非常小,在宏观世界里,一般观测不到能量量子的效应,可认为能量是连续的,所以开水的温度是逐渐降低的;但在研究微观粒子时必须考虑能量量子化。
例2 ABC [能量子假说认为,物体发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是一份一份进行的,每一份不可再分的最小能量值,称为“能量子”,它的表达式为ε=hν,ν为带电微粒的振动频率,h为普朗克常量,A、B、C正确,D错误。]
训练2 D [两束单色光,都垂直地照射到物体表面。在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4,能量相同,根据E=Nε,因为E相同,可得光子能量之比为4∶5;根据ε=hν=,光子能量与波长成反比,则光子波长之比为5∶4,故D正确。]
随堂对点自测
1.CD [有些黑体自身辐射电磁波,看起来还会很明亮,所以黑体不一定是黑的,故选项A错误;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,与材料的种类及表面状况无关,故选项B错误,C正确;电磁波最终不能从空腔射出,因此这个带小孔的空腔就近似为一个黑体,故选项D正确。]
2.BC [因随着温度的升高,黑体辐射强度增强,同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,所以T1>T2>T3>T4,故A错误,B正确;测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度,故C正确,D错误。]
3.ABD [带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍或一份一份地辐射或吸收的,是不连续的,故选项A、B、D正确,C错误。](共39张PPT)
第1节 普朗克黑体辐射理论
第四章 原子结构和波粒二象性
1.了解黑体和黑体辐射的概念,了解黑体辐射的实验规律。 2.了解能量子的概念,了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 能量子
知识点一 黑体与黑体辐射 黑体辐射的实验规律
知识点一 黑体与黑体辐射 黑体辐射的实验规律
黑体实际上是不存在的,只是一种理想情况。如果做一个闭合的空腔,在空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收,这个带小孔的空腔就可以近似为一个绝对黑体,如图所示。
为什么带小孔的空腔能够近似为黑体?
提示 从外面射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,所以这个带小孔的空腔能够近似为黑体。
1.黑体
完全吸收
(1)定义:某种物体能够____________入射的各种波长的电磁波而不发生______,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。
(2)黑体是一个理想化的物理模型。
(3)黑体看上去不一定是黑的,有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射,看起来还会很明亮。
反射
2.黑体辐射
反射
(1)定义:黑体虽然不______电磁波,却可以向外______电磁波,这样的辐射叫作黑体辐射。
(2)黑体辐射特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关。
辐射
温度
3.黑体辐射的实验规律:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关,如图所示。
黑体辐射的实验规律
(1)随着温度的升高,各种波长的辐射强度都______。
(2)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长______的方向移动。
温度
增加
较短
D
例1 对黑体的认识,下列说法正确的是(  )
A.黑体不仅能吸收电磁波,也能反射电磁波
B.黑体是黑色的且其自身辐射电磁波
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关,还与材料的种类及其表面状况有关
D.黑体是一种理想化模型,实际物体没有绝对黑体
解析 黑体吸收电磁波而不发生反射,黑体自身向外辐射电磁波,不一定是黑色的,A、B错误;任何物体都会反射电磁波,只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的,黑体是一种理想化的模型,D正确;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,与材料的种类及其表面状况无关,C错误。
一般物体与黑体的比较
热辐射特点 吸收、反射特点
一般物体 辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况都有关 既吸收又反射,其能力与材料的种类及入射波长等因素有关
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 完全吸收各种入射电磁波,不反射
AD
训练1 (多选)如图所示就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是(  )
A.T1>T2
B.T1C.随着温度的升高,黑体的辐射强度都有所降低
D.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
解析 不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的,温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,所以T1>T2,故A、D正确,B错误;随着温度的升高,黑体辐射的各种波长的辐射强度都有增加,C错误。
知识点二 能量子
1.定义:组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的_________,这个不可再分的最小能量值ε叫作_________。
2.表达式:ε=______。其中ν是带电微粒的振动频率,即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率。h称为_______________,h=6.626 070 15×10-34 J·s。
3.能量的量子化:微观粒子的能量是_________的,或者说微观粒子的能量是______的。
整数倍
能量子

普朗克常量
量子化
分立
【思考】
在一杯开水中放入一支温度计,开水静置在室内,可以看到开水的温度是逐渐降低的。既然从微观的角度来看开水的能量是一份一份向外辐射的,为什么它的温度不是一段一段地降低呢?
提示 能量子的值非常小,在宏观世界里,一般观测不到能量量子的效应,可认为能量是连续的,所以开水的温度是逐渐降低的;但在研究微观粒子时必须考虑能量量子化。
例2 (多选)1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说,即能量子假说,下列说法属于能量子假说内容的是(   )
A.物质发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是一份一份进行的
B.能量子假说中将不可再分的最小能量值,称为“能量子”
C.能量子假说中的能量子ε=hν,ν为带电微粒的振动频率,h为普朗克常量
D.能量子假说认为能量是连续的,是不可分割的
解析 能量子假说认为,物体发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是一份一份进行的,每一份不可再分的最小能量值,称为“能量子”,它的表达式为ε=hν,ν为带电微粒的振动频率,h为普朗克常量,A、B、C正确,D错误。
ABC
(1)物体在发射或接收能量的时候,只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态,而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态。
(2)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为:物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化;在研究微观粒子运动时必须考虑能量量子化。
D
训练2 两束单色光,都垂直地照射到同一物体表面,第一束光在某段时间内打在物体表面的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4,该时间段两束光照射到物体表面的总能量相同,则这两束光的光子能量之比和波长之比分别为(  )
A.4∶5 4∶5 B.5∶4 4∶5 C.5∶4 5∶4 D.4∶5 5∶4
随堂对点自测
2
CD
1.(黑体与黑体辐射)(多选)关于黑体及黑体辐射,下列说法正确的是(  )
A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,与材料的种类及表面状况无关
D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,这个带小孔的空腔就近似为一个黑体
解析 有些黑体自身辐射电磁波,看起来还会很明亮,所以黑体不一定是黑的,故选项A错误;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,与材料的种类及表面状况无关,故选项B错误,C正确;电磁波最终不能从空腔射出,因此这个带小孔的空腔就近似为一个黑体,故选项D正确。
BC
2.(黑体辐射的实验规律)(多选)如图所示为关于黑体辐射的图像,下列判断正确的是(  )
A.T1B.T1>T2>T3>T4
C.测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度
D.测量某黑体辐射的任一波长的光的辐射强度可以得知其温度
解析 因随着温度的升高,黑体辐射强度增强,同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,所以T1>T2>T3>T4,故A错误,B正确;测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度,故C正确,D错误。
ABD
3.(能量子)(多选)对于带电微粒辐射或吸收电磁波的特点,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.辐射或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.辐射或吸收的能量是量子化的
解析 带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍或一份一份地辐射或吸收的,是不连续的,故选项A、B、D正确,C错误。
课后巩固训练
3
ACD
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温度有关
D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
对点题组练
题组一 黑体与黑体辐射 黑体辐射的实验规律
1.(多选)下列叙述正确的是(   )
解析 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射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的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。
ABD
2.(多选)下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是(   )
A.黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射
B.黑体的温度升高时可以辐射出任何频率(波长)的电磁波(包括可见光和不可见光)
C.黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释
D.黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释
解析 如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体,故A正确;黑体的温度升高时,一方面,各种波长的辐射强度都有增加(包括可见光和不可见光),另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故B正确;黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释,普朗克提出能量量子化理论对黑体辐射的实验规律进行了解释,故C错误,D正确。
D
3.关于黑体辐射,下列说法正确的是(  )
A.一切物体只有在吸收电磁波的同时才会辐射电磁波
B.黑体在不断的辐射电磁波,且温度越高最强辐射波的波长越长
C.黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射,因此肉眼看不到黑体
D.黑体辐射电磁波的能量是不连续的,而是某个能量值的整数倍
解析 自然界的任何物体都向外辐射电磁波,故A错误;黑体在不断的辐射电磁波,且温度越高最强辐射波的波长越短,故B错误;黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射,但黑体辐射光,肉眼能看到黑体,故C错误;根据量子化的理论,黑体辐射电磁波的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍,故D正确。
A
4.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是(  )
解析 由黑体辐射实验规律知温度越高,辐射越强,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,A正确,B、C、D错误。
BCD
5.(多选)根据黑体辐射的实验规律,以下判断正确的是(   )
A.在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
B.在同一温度下,辐射强度最大的电磁波的波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大与最小波长之间
C.温度越高,辐射强度的极大值就越大
D.温度越高,辐射强度最大的电磁波的波长越短
解析 在同一温度下,辐射强度最大的电磁波的波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大与最小波长之间,故A错误,B正确;黑体辐射的强度与温度有关,温度越高,黑体辐射的强度越大,且辐射强度的极大值也就越大,C正确;随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故D正确。
BC
题组二 能量子
6.(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 由普朗克能量子假说可知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,A、D错误,B正确;由ε=hν可知能量子与电磁波的频率ν成正比,C正确。
A
7.某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h为普朗克常量,则激光器每秒发射的光子数为(  )
B
8.硅光电池是将光辐射的能量转化为电能,若有N个波长为λ0的光子打在硅光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)(  )
A
9.一盏电灯的发光功率为100 W,假设它发出的光向四周均匀辐射,光的平均波长为λ=6.0×10-7 m,普朗克常量为6.63×10-34 J·s,光速为3×108 m/s,在距电灯10 m远处,以电灯为球心的球面上,1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(  )
A.2.4×1017个 B.2.4×1016个
C.2.4×1015个 D.2.4×1010个
综合提升练
BD
10.(多选)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6 m,功率为5.0×10-3 W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s,该激光器发出的(  )
A.是紫外线 B.是红外线
C.光子能量约为1.3×10-18 J D.光子数约为每秒3.8×1016个
B
11.蛇是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温为37 ℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm,根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmT=2.90×10-3 m·K,普朗克常量h=6.626×10-34 J·s,光速为c=3×108 m/s。那么老鼠发出最强的热辐射的波长和老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子(又叫作光子)的能量分别是(  )
A.7.8×10-5 m 1.89×10-20 J B.9.4×10-6 m 2.11×10-20 J
C.1.16×10-4 m 2.11×10-18 J D.9.7×10-8 m 1.10×10-20 J
培优加强练
12.纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面。将激光束的宽度聚光到纳米级范围内,可以精确地修复人体损坏的器官。糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因,利用聚光到纳米级的激光束进行治疗,90%的患者都可以避免失明的严重后果。一台功率为10 W的氩激光器,能发出波长λ=500 nm的激光,用它“点焊”视网膜,每次“点焊”需要2×10-3 J的能量,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,求:
(1)每次“点焊”视网膜的时间;
(2)在一次“点焊”的时间内发出的激光光子的数量。
答案 (1)2×10-4 s (2)5×1015个
解析 (1)已知激光器的功率P=10 W
每次“点焊”需要的能量E=2×10-3 J
根据E=Pt得

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