5 能量量子化
[教材链接] (1)电磁波 温度 波长较长的电磁波 波长较短 温度 (2)各种波长 不发生反射
例1 B [解析] 一切物体都不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A错误,B正确;选项C是黑体辐射的特性,C错误;常温下我们看到的物体的颜色是反射光的颜色,D错误.
[教材链接] (1)整数 (2)①光子 ②电磁波的频率 普朗克常量 6.63×10-34 J·s
例2 A [解析] 由ε=hν=h,代入数据可得每个光子的能量ε≈3.0×10-19 J,故选A.
例3 CD [解析] 原子的能量是量子化的,原子从高能态会自发地向低能态跃迁,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A、B错误,C、D正确.
随堂巩固
1.D [解析] 人数的数值只能取正整数或零,不能取分数或小数,因而是不连续的,是量子化的,故D正确.其他三个物理量在宏观世界中的数值都可以取小数或分数,甚至还可以取无理数,因而是连续的,非量子化的,故A、B、C错误.
2.BC [解析] 随着温度的升高,各种波长的电磁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B、C正确.
3.C [解析] 普朗克首先提出了“能量子”的概念,A错误;物体的长度是连续的,B错误;对于宏观带电物体,其电荷量是量子化的,是元电荷的整数倍,C正确;根据ε=hν,能量子与电磁波的频率成正比,D错误.
4.A [解析] 氢原子能级越高对应的能量越大,当氢原子从较低能态向较高能态跃迁时,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 能量量子化
1.C [解析] 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体,黑体不反射电磁波,但可以向外辐射电磁波,有些黑体有较强的辐射,看起来也可以很明亮,故A、B错误;黑体是一种理想模型,其辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,与其他因素无关,故C正确;煤烟的温度不会持续上升,因为能量不断被吸收的同时,还伴随着能量的辐射,最终将趋于平衡,故D错误.
2.B [解析] 一切物体都在不停地向外辐射红外线,不同物体辐射出来的红外线不同,采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置,不受白天和夜晚的影响,即可确认出目标从而采取有效的行动,故只有B正确.
3.ACD [解析] 微波是一种电磁波,传播不需要介质,B错误.
4.AB [解析] 微观粒子的能量不是连续的,而是分立的,A正确;由ε=hν知,能量子与电磁波的频率成正比,B正确;频率越大,则波长越短,能量子越大,绿光的频率比红光的大,能量子更大,C、D错误.
5.B [解析] 氢原子从某激发态跃迁到基态,则该氢原子放出光子,且放出光子的能量等于两能级之差,氢原子能量减少,故B正确.
6.B [解析] 生活中的所有物体都在发生热辐射,A错误;普朗克的假设认为微观粒子的能量是不连续的,B正确;原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量是不连续的,C错误;原子的能量是量子化的,当原子处于能量最低状态时是最稳定的,D错误.
7.B [解析] 根据公式ε=hν,因能量ε的单位为J,频率ν的单位为s-1,故普朗克常量h的单位为J·s=N·m·s=kg·m/s2·m·s=kg·m2/s,故B正确,A、C、D错误.
8.B [解析] 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.B [解析] 每个光子的能量为ε=h,能引起人的眼睛视觉效应的最小能量E为10-18 J,由E=nε可知,若能引起人眼的感觉,则进入人眼的光子数至少为n= 个≈3个,故B正确.
10.9.4×10-6 m 2.11×10-20 J
[解析] 由题意λm·T=2.90×10-3 m·K
则λm= m≈9.4×10-6 m
热辐射每份能量子的能量为
ε=h=6.626×10-34× J≈2.11×10-20 J
11.1.5×109 Hz 30 km
[解析] 由c=λf,可得电磁波的振荡频率
f= Hz=1.5×109 Hz
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量,设最大侦察距离为x,则
2x=cΔt
而Δt=-t
所以x=≈30 km.
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E0,则E0=hν=h
每次“点焊”发出的激光光子的数量
n=(个)≈5×1015(个)5 能量量子化
学习任务一 热辐射
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)热辐射:我们周围的一切物体都在辐射 ,这种辐射与物体的 有关,所以叫作热辐射.物体在室温时,热辐射的主要成分是 ,不能引起人的视觉.当温度升高时,热辐射中 的成分越来越强.辐射强度按波长的分布情况随物体的 而有所不同.
(2)黑体:如果某种物体能够完全吸收入射的 的电磁波而 ,这种物体就叫作黑体.
[物理观念] 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 辐射电磁波的强度情况与温度、材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射电磁波
(续表)
热辐射特点 吸收、反射特点
黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与黑体的温度有关 完全吸收入射的各种波长的电磁波,不反射
例1 关于对热辐射的认识,下列说法正确的是 ( )
A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波
B.温度越高,则物体辐射的电磁波越强
C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关
D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
[反思感悟]
学习任务二 能量子
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)能量子假设
普朗克作出这样大胆的假设:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的 倍.爱因斯坦把能量子假设进行了推广,认为电磁场本身就是不连续的.
(2)能量子
①定义:不可再分的最小能量值ε.光是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量子称作 .
②关系式:ε=hν,ν是 ,h是 ,其值为h= .
例2 [2024·河北石家庄一中月考] 由中国健康发展研究中心发布《国民视觉健康报告》白皮书显示,我国学生的近视患病率在逐年增加.课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”.现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视,所用激光的波长λ=660 nm.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光在真空中传播速度c=3×108 m/s,则该激光中每个光子的能量为 ( )
A.3.0×10-19 J
B.1.6×10-19 J
C.1.0×10-19 J
D.1.0×10-18 J
[反思感悟]
学习任务三 能级
[物理观念] 对能级的理解
(1)微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统,原子的能量是量子化的.这些量子化的能量值叫作能级.
(2)原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量,等于前后两个能级之差.
(3)放出的光子的能量是分立的,所以原子的发射光谱是一些分立的亮线.
例3 (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.原子从低能态向高能态跃迁时放出光子
C.原子从高能态向低能态跃迁时放出光子,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.(量子化)以下宏观概念中,属于“量子化”的是( )
A.物体的长度 B.物体所受的重力
C.物体的动能 D.人的个数
2.(对热辐射规律的理解)(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
3.(对能量子的理解)[2024·湖北武汉二中月考] 2022年5月5日,我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星,实现了地球上1200公里间的量子态远程传输,这次实验的成功,意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步.下列关于量子化的说法正确的是 ( )
A.爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念
B.物体的长度是量子化的
C.对于宏观带电物体,其电荷量是量子化的
D.能量子与电磁波的频率成反比
4.(能级跃迁)一个氢原子从低能态跃迁到高能态,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 能量量子化建议用时:40分钟
◆ 知识点一 热辐射
1.关于黑体与黑体辐射,下列说法正确的是 ( )
A.黑体只是从外界吸收能量,从不向外界辐射能量
B.黑体可以看起来很明亮,是因为黑体可以反射电磁波
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,与材料的种类及表面状况无关
D.煤烟很接近黑体,如置于阳光下照射,煤烟温度会不断上升
2.近年来军事行动中,士兵都佩戴“红外夜视仪”,在夜间也能清楚地看清目标,主要是因为 ( )
A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线,照射被视物体
B.一切物体均在不停地辐射红外线
C.一切高温物体均在不停地辐射红外线
D.“红外夜视仪”发射出X射线,被照射物体受到激发而发出红外线
3.(多选)[2024·浙江绍兴一中月考] 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点.下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是 ( )
A.微波是指波长在10-3 m到10 m之间的电磁波
B.微波和声波一样都只能在介质中传播
C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
◆ 知识点二 能量子 能级
4.(多选)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的大
D.电磁波波长越长,其能量子越大
5.[2022·北京卷] 氢原子从某激发态跃迁到基态,则该氢原子 ( )
A. 放出光子,能量增加
B. 放出光子,能量减少
C. 吸收光子,能量增加
D. 吸收光子,能量减少
6.普朗克的能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次重大突破,爱因斯坦因此也将能量子假设进行了推广.量子力学发挥了重大作用,引领我们进入了丰富多彩的现代生活.以下表述正确的是( )
A.生活中并不是所有物体都在发生热辐射
B.普朗克的假设认为微观粒子的能量是不连续的
C.原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量可以是连续的
D.原子的能量是量子化的,当原子处于能量最高状态时是最稳定的
7.[2024·广东深圳中学月考] 第26届国际计量大会于2018年11月通过决议,正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义,国际测量界的百年夙愿终于实现——国际测量体系将全部建立在基本物理常数上,大大提高了计量的稳定性和精确性.比如,最受关注的“千克”,不再以具体实物的质量来定义,而将以量子力学中的普朗克常量h为基准,经过一系列物理换算,算出质量.已知普朗克常量与频率的乘积可以表示能量,下列属于用国际单位制的基本单位来表示普朗克常量h的单位的是( )
A.J/s
B. kg·m2/s
C. kg·m2/s3
D.N·m·s
8.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.已知普朗克常量为h,真空中光速为c,若有N个波长为λ0的光子打在硅光电池极板上,则这些光子的总能量为 ( )
A.h
B.Nh
C.Nhλ0
D.2Nhλ0
9.[2024·江苏启东中学月考] 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10-18 J.已知可见光的平均波长为0.6 μm,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s.若恰能引起人眼的感觉,则进入人眼的光子数至少为 ( )
A.1个 B.3个
C.30个 D.300个
10.蛇是老鼠的天敌,它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λm·T=2.90×10-3 m·K,普朗克常量h=6.626×10-34 J·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)的能量分别是多少
11.[2024·河北石家庄二中月考] 某雷达工作时,发射电磁波的波长为λ=20 cm,每秒发射的脉冲数为n=5000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs,则电磁波的振荡频率为多少 最大侦察距离是多少
12.[2024·浙江效实中学月考] 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,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,求:
(1)每次“点焊”视网膜的时间;
(2)每次“点焊”发出的激光光子的数量.(共32张PPT)
5 能量量子化
学习任务一 热辐射
学习任务二 能量子
学习任务三 能级
备用习题
练习册
◆
随堂巩固
学习任务一 热辐射
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 热辐射：我们周围的一切物体都在辐射________,这种辐射与物体的______有关,所以叫作热辐射.物体在室温时,热辐射的主要成分是__________________,不能引起人的视觉.当温度升高时,热辐射中__________的成分越来越强.辐射强度按波长的分布情况随物体的______而有所不同.
电磁波
温度
波长较长的电磁波
波长较短
温度
(2) 黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的__________的电磁波而____________,这种物体就叫作黑体.
各种波长
不发生反射
［物理观念］ 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 辐射电磁波的强度情况与温度、材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射电磁波
黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与黑体的温度有关 完全吸收入射的各种波长的电磁波,不反射
例1 关于对热辐射的认识,下列说法正确的是( )
B
A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波
B.温度越高,则物体辐射的电磁波越强
C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关
D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
[解析] 一切物体都不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A错误,B正确;选项C是黑体辐射的特性,C错误;常温下我们看到的物体的颜色是反射光的颜色,D错误.
学习任务二 能量子
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 能量子假设
普朗克作出这样大胆的假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的______倍.爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的.
整数
(2) 能量子
① 定义：不可再分的最小能量值.光是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称作______.
② 关系式：,是______________,是____________,其值为________________.
光子
电磁波的频率
普朗克常量
例2 [2024·河北石家庄一中月考] 由中国健康发展研究中心发布《国民视觉健康报告》白皮书显示，我国学生的近视患病率在逐年增加.课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”.现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视，所用激光的波长.已知普朗克常量，光在真空中传播速度，则该激光中每个光子的能量为( )
A
A. B. C. D.
[解析] 由，代入数据可得每个光子的能量，故选A.
学习任务三 能级
［物理观念］ 对能级的理解
(1)微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统,原子的能量是量子化的.这些量子化的能量值叫作能级.
(2)原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量,等于前后两个能级之差.
(3)放出的光子的能量是分立的，所以原子的发射光谱是一些分立的亮线.
例3 (多选)下列说法正确的是( )
CD
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.原子从低能态向高能态跃迁时放出光子
C.原子从高能态向低能态跃迁时放出光子，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
[解析] 原子的能量是量子化的，原子从高能态会自发地向低能态跃迁，向外放出光子，光子的能量，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A、B错误，C、D正确.
1. “约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两端加恒定电压U,则它会辐射频率为ν的电磁波,且ν与U成正比,即ν=kU.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关.你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k的值可能为 ( )
A. B. C.2he D.
B
[解析]电磁波的频率ν、普朗克常量h、能量E之间的关系为E=hν,因为ν=kU,所以E=hkU;电压U、电荷量q与能量E的关系是E=qU,由题意知q=2e,所以k=.
2.已知功率为100 W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速c=3.0×108 m/s,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的可见光的光子数.
[答案] 1.4×1019 个
[解析] 根据ε=hν和ν=得,波长为λ的光子能量为ε=
设灯泡每秒内发出的光子数为n,灯泡电功率为P,则n=
式中,k=5%
联立解得n==1.4×1019 个.
3.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
[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
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1 cm2球壳面积的光子数n==≈9.4×1012 个.
4.当波长短到100 nm(1 nm=10-9 m)附近时,一个光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎,这个波段的光称为极紫外光.已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空中光速c=3×108 m/s.据此判断,能够电离一个分子的能量约为 ( )
A.10-21 J B.10-18 J
C.10-15 J D.10-12 J
B
[解析] 一个处于极紫外波段的光子的能量约为ε=≈2×10-18 J,由题意可知,光子的能量应比电离一个分子的能量稍大,因此数量级应相同,故B正确.
5. (多选)关于对能量子的认识,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.这一假设与现实世界相矛盾,因而是错误的
BC
[解析]由普朗克能量子假设可知,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错误,B正确;
最小能量值ε=hν,C正确;
能量子假设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.
1.(量子化)以下宏观概念中，属于“量子化”的是( )
D
A.物体的长度 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.人的个数
[解析] 人数的数值只能取正整数或零，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的，故D正确.其他三个物理量在宏观世界中的数值都可以取小数或分数，甚至还可以取无理数，因而是连续的，非量子化的，故A、B、C错误.
2.(对热辐射规律的理解)(多选)以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是( )
BC
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] 随着温度的升高，各种波长的电磁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B、C正确.
3.(对能量子的理解)[2024·湖北武汉二中月考] 2022年5月5日，我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星，实现了地球上1200公里间的量子态远程传输，这次实验的成功，意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步.下列关于量子化的说法正确的是( )
C
A.爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B.物体的长度是量子化的
C.对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的 D.能量子与电磁波的频率成反比
[解析] 普朗克首先提出了“能量子”的概念，A错误；物体的长度是连续的，B错误；对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的，是元电荷的整数倍，C正确；根据，能量子与电磁波的频率成正比，D错误.
4.(能级跃迁)一个氢原子从低能态跃迁到高能态,该氢原子( )
A
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,当氢原子从较低能态向较高能态跃迁时,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.
知识点一 热辐射
1.关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是( )
C
A.黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量
B.黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以反射电磁波
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，与材料的种类及表面状况无关
D.煤烟很接近黑体，如置于阳光下照射，煤烟温度会不断上升
[解析] 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，故A、B错误；黑体是一种理想模型，其辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与其他因素无关，故C正确；煤烟的温度不会持续上升，因为能量不断被吸收的同时，还伴随着能量的辐射，最终将趋于平衡，故D错误.
2.近年来军事行动中，士兵都佩戴“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为( )
B
A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B.一切物体均在不停地辐射红外线
C.一切高温物体均在不停地辐射红外线
D.“红外夜视仪”发射出射线，被照射物体受到激发而发出红外线
[解析] 一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标从而采取有效的行动，故只有B正确.
3.(多选)[2024·浙江绍兴一中月考] 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点.下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是( )
ACD
A.微波是指波长在到之间的电磁波
B.微波和声波一样都只能在介质中传播
C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
[解析] 微波是一种电磁波，传播不需要介质，B错误.
知识点二 能量子 能级
4.(多选)下列说法正确的是( )
AB
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的大 D.电磁波波长越长,其能量子越大
[解析] 微观粒子的能量不是连续的,而是分立的,A正确;由知,能量子与电磁波的频率成正比,B正确;频率越大,则波长越短,能量子越大,绿光的频率比红光的大,能量子更大,C、D错误.
5.[2022·北京卷] 氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子( )
B
A.放出光子，能量增加 B.放出光子，能量减少
C.吸收光子，能量增加 D.吸收光子，能量减少
[解析] 氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，氢原子能量减少，故B正确.
6.普朗克的能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次重大突破，爱因斯坦因此也将能量子假设进行了推广.量子力学发挥了重大作用，引领我们进入了丰富多彩的现代生活.以下表述正确的是( )
B
A.生活中并不是所有物体都在发生热辐射
B.普朗克的假设认为微观粒子的能量是不连续的
C.原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量可以是连续的
D.原子的能量是量子化的，当原子处于能量最高状态时是最稳定的
[解析] 生活中的所有物体都在发生热辐射，A错误；普朗克的假设认为微观粒子的能量是不连续的，B正确；原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量是不连续的，C错误；原子的能量是量子化的，当原子处于能量最低状态时是最稳定的，D错误.
7.[2024·广东深圳中学月考] 第26届国际计量大会于2018年11月通过决议,正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义,国际测量界的百年夙愿终于实现——国际测量体系将全部建立在基本物理常数上,大大提高了计量的稳定性和精确性.比如,最受关注的“千克”,不再以具体实物的质量来定义,而将以量子力学中的普朗克常量为基准,经过一系列物理换算,算出质量.已知普朗克常量与频率的乘积可以表示能量,下列属于用国际单位制的基本单位来表示普朗克常量的单位的是( )
B
A. B. C. D.
[解析] 根据公式,因能量的单位为,频率的单位为,故普朗克常量的单位为,故B正确,A、C、D错误.
8.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.已知普朗克常量为，真空中光速为，若有个波长为的光子打在硅光电池极板上，则这些光子的总能量为( )
B
A. B. C. D.
[解析] 一个光子的能量，则个光子的总能量，选项B正确.
9.[2024·江苏启东中学月考] 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为.已知可见光的平均波长为，普朗克常量，光速.若恰能引起人眼的感觉，则进入人眼的光子数至少为( )
B
A.1个 B.3个 C.30个 D.300个
[解析] 每个光子的能量为，能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为，由可知，若能引起人眼的感觉，则进入人眼的光子数至少为 个个，故B正确.
10.蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的.假设老鼠的体温为，它发出的最强的热辐射的波长为，根据热辐射理论，与辐射源的绝对温度的关系近似为，普朗克常量.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)的能量分别是多少？
[答案]
[解析] 由题意
则
热辐射每份能量子的能量为
11.[2024·河北石家庄二中月考] 某雷达工作时，发射电磁波的波长为，每秒发射的脉冲数为，每个脉冲持续时间，则电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？
[答案]
[解析] 由，可得电磁波的振荡频率
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量，设最大侦察距离为，则
而
所以.
12.[2024·浙江效实中学月考] 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，的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，已知普朗克常量，求：
(1) 每次“点焊”视网膜的时间；
[答案]
[解析] 已知激光器的功率，每次“点焊”需要的能量，根据得，每次“点焊”视网膜的时间是
(2) 每次“点焊”发出的激光光子的数量.
[答案] 个
[解析] 设每个光子的能量为，则
每次“点焊”发出的激光光子的数量
(个)(个)
