13.5 能量量子化 -【划重点】2024-2025学年高二物理暑假预习强化之精细讲义（人教版2019必修第三册）

13.5 能量量子化 ——划重点之高二暑假预习强化精细讲义 知识点1：热辐射 1.热辐射 (1)定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射. (2)特点：当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强.热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同、 ①“辐射”是指物体本身向外放出电磁波. ②热辐射不一定需要高温，一切物体在任何温度下都会发生热辐射.当物体温度较低时，大部分物体辐射不可见的红外线，不能引起人的视觉，但仍发生热辐射；当温度升高时，热辐射中波长较短的电磁波越来越强，开始发出可见光，比如烧红的铁块，随着温度的升高，铁块的颜色呈现暗红、赤红、橘红等颜色，说明铁块辐射电磁波的波长在随温度变化. ③除光源外，我们看到的物体的颜色就是反射光的颜色. 2.黑体与黑体辐射 (1)黑体定义：一般物体在热辐射的同时还会吸收和反射外界射来的电磁波.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，这种物体就叫作黑体，或称绝对黑体 (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温度有关. 一般物体都或多或少会反射各种波长的电磁波，因而其热辐射情况既与温度有关，又与材料种类及其表面状况有关，而黑体的热辐射只与温度有关，可见只有黑体辐射反映的是物体本身热辐射与温度的关系，所以在研究热辐射规律时，人们特别注意对黑体辐射的研究. ①黑体全部吸收外来电磁波而不向外反射，但是向外辐射自身的电磁波. ②黑体指的是在任何温度下都能全部吸收任何波长的电磁波而不发生反射的物体，黑体本身也能向外辐射电磁波，并非在任何温度下都呈黑色，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑色. ③黑体是一种理想模型，绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替.如图所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么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.这个小孔可近似成一个绝对黑体. 【典例1】（多选）下列有关黑体和黑体辐射的说法中正确的是（　　） A．黑体的热辐射实际上是电磁辐射 B．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做黑体 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与它的温度、材料的种类及表面状况有关 D．黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光） 【答案】ABD 【详解】A．黑体的热辐射实际上是电磁辐射，故A正确； B．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做黑体，故B正确； C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，故C错误； D．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，随着温度升高，可以辐射出任何频率的电磁波，故D正确。 故选ABD。 【典例2】（多选）下列有关热辐射的说法中，正确的是（　　） A．有些物体不会向外辐射电磁波 B．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波 C．物体的温度升高时，热辐射中波长较长的成分越来越强 D．黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波 【答案】BD 【详解】A．一切物体都在向外辐射电磁波，故A错误； B．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，故B正确； C．物体的温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强，故C错误； D．黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，故D正确。 故选BD。 知识点2：黑体辐射的实验规律 19世纪末，物理学家从实验和理论两方面都研究了各种温度下的黑体辐射，测量了它们的黑体辐射强度按波长分布的情况，得出图甲所示的实验曲线，并总结了黑体辐射的规律. 1.黑体辐射的实验规律 (1)任何温度下黑体都会同时辐射各种波长的电磁波； (2)随着温度的升高，黑体辐射不同波长的电磁波的强度都有所增加； (3)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. ①影响黑体辐射强度分布的唯一因素是黑体的温度，与其他任何因素无关。 【典例3】关于黑体辐射图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．T1>T2>T3>T4 B．T1<T2<T3<T4 C．T1=T2=T3=T4 D．测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度 【答案】A 【详解】ABC．因随着温度的升高，辐射强度增强，同时辐射强度的极大值向波长较短方向移动，所以T1>T2>T3>T4，A正确，BC错误； D．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度，D错误。 故选A。 【典例4】如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　） A．T1>T2 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．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 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，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体 【答案】B 【详解】A．由图可知，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，所以T1>T2，故A正确，不符合题意； B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意； C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好的解释了黑体辐射的实验规律,故C正确，不符合题意； 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，就相当于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。 故选B。 【典例5】（多选）关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全透射照射到它上面的光波 B．随着温度降低，各种波长的光辐射强度都有所增加 C．随温度升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．黑体的辐射强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关 【答案】AD 【详解】A．能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体，因此黑体能够完全透射照射到它上面的光波，选项A正确； B．由图可知，随温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所减小，选项B错误； C．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，选项C错误； D．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，选项D正确。 故选AD。 知识点3：能量子 能级 1.能量子 (1)定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍.例如，可能是ε或2ε、3ε……这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子.这些能量子后来被叫作光子。 (2)公式：ε=hν,其中ν是电磁波的频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h =6.62607015×10-34J·s,通常取h =6.63×10-34J·s. (3)能量的量子化 在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化. ①在宏观尺度内研究物体的能量变化时，我们可以认为：物体的能量变化是连续的，不必考虑量子化，例如物体的动能、重力势能；研究微观粒子时就必须考虑能量量子化，例如，原子光谱等.量子化的核心思想是“不连续性变化”. 2.量子化假设的实验证实 普朗克公式与实验结果比较，可以看出，与实验符合得非常好.如图所示，曲线是根据普朗克公式作出的理论图像，曲线上的小圆圈代表实验值. 普朗克提出的量子理论，不仅很好地解释了黑体辐射的规律，而且为原子物理学的研究提供了重要的思维方式和理论依据.例如，在量子理论的启发下，爱因斯坦提出了光子说，完美地解释了光电效应现象；玻尔提出了玻尔原子理论，解释了原子发光现象.这些知识我们将在后面的课程中学习到. 3.能级 当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态.原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的.这些量子化的能量值叫作能级.原子这些具有确定能量的稳定状态，称为定态. 原子处于能量最低的状态时最稳定，处于较高能级的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，由高能级向低能级跃迁时放出光子. 原子从高能级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. ①原子光谱的谱线是一些分立的亮线. 4.频率条件与跃迁 当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为En,m>n)时，会放出能量为hv的光子(h是普朗克常量),该光子的能量hv=Em-En,这个式子被称为频率条件，又称辐射条件. (1)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的. (2)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小. (3)能级公式,式中n称为量子数，对应不同的轨道，n取值不同. 【典例6】现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（    ）    A． B． C． D． 【答案】B 【详解】打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量，则该激光的光子能量为 解得 故选B。 【典例7】下列说法正确的是（    ） ①普朗克提出“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍”，从而建立了“能量量子化”观点 ②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，这种物体就被称为“黑体” ③我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关 ④爱因斯坦指出：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的 A．①② B．①④ C．①②④ D．①②③ 【答案】C 【详解】①普朗克提出“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍”，从而建立了“能量量子化”观点，该说法正确； ②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，这种物体就被称为“黑体”，该说法正确； ③我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关，该说法错误； ④爱因斯坦指出：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的，该说法正确。 故选C。 【典例8】（多选）下列关于能量量子化的说法正确的是（　　） A．能量子假说是由爱因斯坦最早提出来的 B．能量子与电磁波的频率成正比 C．带电微粒辐射和吸收能量时是一份一份不连续的 D．电磁波波长越长，其能量子越大 【答案】BC 【详解】A．能量子假说是由普朗克最早提出来的。故A选项错误； B．根据普朗克能量量子化假说，能量子的能量，为频率。故B选项正确； C．根据普朗克能量量子化假说，能量不连续，所以带电微粒辐射和吸收能量时是一份一份不连续的。故C选项正确； D．能量子的能量，所以电磁波波长越长，其能量子越小。故D选项错误。 故选BC。 一、单选题 1．关于黑体辐射，下列说法正确的是（    ） A．温度太低的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律 D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】D 【详解】AB．理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射；一切物体都会辐射电磁波，故AB错误； CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，他认为黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故C错误，D正确。 故选D。 2．关于能量量子化，下列说法正确的是（　　） A．能量子假设最早是由爱因斯坦提出来的 B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 C．电磁波的波长越长，其能量子越大 D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点 【答案】B 【详解】A．能量子假设最早是由普朗克提出的，故A错误； B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故B正确； C．根据 可知，电磁波的波长越长，其能量子越小，故C错误； D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，而它的观点是正确的，故D错误。 故选B。 3．太阳不断向外辐射能量，太阳的质量在不断的减小，已知地球所处位置每平方米每秒接收到的太阳能约为，日地间距离约为，设太阳辐射的能量均匀分布在以太阳为球心、日地距离为半径的球面上，则太阳每秒减少的质量约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题可知太阳每秒辐射的能量为 根据质能方程 解得太阳每秒减少的质量为 约为； 故选B。 4．“千克”这一基本单位原由国际千克原器来定义。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂依合金制成的圆柱体，高度和直径均为，原型保存在巴黎国际计量局。因受空气污染和氧化等因素影响，国际千克原器的质量出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求。因此科学界一直想用一种基于物理常数的定义来取代。2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即。该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后，国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了国际单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是（    ） A．普朗克常量h是一个无单位的常量 B．普朗克常量h的单位等效于 C．普朗克常量h的单位等效于 D．普朗克常量h的单位等效于 【答案】C 【详解】A．根据，可得，则普朗克常量h的单位为，故A错误； B．根据牛顿第二定律 可知，则 故B错误； CD．根据功的定义 可知 则 故C正确，D错误； 故选C。 5．如图所示为黑体辐射的规律，由此图象得到下列结论正确的是（　　） A．随着温度的降低，各种波长的辐射强度都增大 B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 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．黑体热辐射的强度与波长无关 【答案】C 【详解】A．由图像可知，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小，A错误； B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动，B错误； CD．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，与其他因素无关，C正确，D错误。 故选C。 6．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吸收光子，且吸收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，所以原子的光谱只有一些分立的亮线 【答案】D 【详解】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。 故选D。 7．我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz，S波段的频率为2GHz~4GHz，下列说法正确的是（　　） A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的 B．在空气中S波段的波长比X波段的更短 C．S波段和X波段的频率都比紫外线的小 D．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小 【答案】C 【详解】A．X波段和S波段均为电磁波，它们在空气中的传播速度相同，故A错误； B．根据 X波段的频率较大，可知在空气中S波段的波长比X波段的更长，故B错误； C．S波段和X波段的频率都比紫外线的小，故C正确； D．能量子的能量与其频率成正比，X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量，故D错误。 故选C。 8．下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 【答案】A 【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，A正确； B．任何物体都会有热辐射，B错误； C．电磁波是一种物质，能在真空中传播，C错误； D．一个物体所具有的能量是量子化的，是一个非连续值，D错误； 故选A。 二、多选题 9．关于原子的能级，下列说法正确的是（　　） A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于前后两个能级的能量差 B．原子不能从低能级向高能级跃迁 C．原子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级 D．原子放出光子，放出的光子的能量恒等于前后两个能级的能量差 【答案】CD 【详解】A．原子从基态跃迁到激发态要吸收光子，吸收的光子的能量等于前后两个能级的能量差，故A错误； B．原子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级，故B错误； C．原子吸收能量后可以从低能级向高能级跃迁，故C正确； D．原子放出光子，放出的光子的能量恒等于前后两个能级的能量差值，故D正确。 故选CD。 三、解答题 10．某装置是高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量，光速，则该紫外激光所含光子数为多少个？（结果保留2位有效数字） 【答案】 【详解】每个激光光子的能量为 该紫外激光中所含光子数为 代入数据可得 学科网（北京）股份有限公司 $$ 13.5 能量量子化 ——划重点之高二暑假预习强化精细讲义 知识点1：热辐射 1.热辐射 (1)定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射. (2)特点：当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强.热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同、 ①“辐射”是指物体本身向外放出电磁波. ②热辐射不一定需要高温，一切物体在任何温度下都会发生热辐射.当物体温度较低时，大部分物体辐射不可见的红外线，不能引起人的视觉，但仍发生热辐射；当温度升高时，热辐射中波长较短的电磁波越来越强，开始发出可见光，比如烧红的铁块，随着温度的升高，铁块的颜色呈现暗红、赤红、橘红等颜色，说明铁块辐射电磁波的波长在随温度变化. ③除光源外，我们看到的物体的颜色就是反射光的颜色. 2.黑体与黑体辐射 (1)黑体定义：一般物体在热辐射的同时还会吸收和反射外界射来的电磁波.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，这种物体就叫作黑体，或称绝对黑体 (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温度有关. 一般物体都或多或少会反射各种波长的电磁波，因而其热辐射情况既与温度有关，又与材料种类及其表面状况有关，而黑体的热辐射只与温度有关，可见只有黑体辐射反映的是物体本身热辐射与温度的关系，所以在研究热辐射规律时，人们特别注意对黑体辐射的研究. ①黑体全部吸收外来电磁波而不向外反射，但是向外辐射自身的电磁波. ②黑体指的是在任何温度下都能全部吸收任何波长的电磁波而不发生反射的物体，黑体本身也能向外辐射电磁波，并非在任何温度下都呈黑色，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑色. ③黑体是一种理想模型，绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替.如图所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么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.这个小孔可近似成一个绝对黑体. 【典例1】（多选）下列有关黑体和黑体辐射的说法中正确的是（　　） A．黑体的热辐射实际上是电磁辐射 B．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做黑体 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与它的温度、材料的种类及表面状况有关 D．黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光） 【典例2】（多选）下列有关热辐射的说法中，正确的是（　　） A．有些物体不会向外辐射电磁波 B．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波 C．物体的温度升高时，热辐射中波长较长的成分越来越强 D．黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波 知识点2：黑体辐射的实验规律 19世纪末，物理学家从实验和理论两方面都研究了各种温度下的黑体辐射，测量了它们的黑体辐射强度按波长分布的情况，得出图甲所示的实验曲线，并总结了黑体辐射的规律. 1.黑体辐射的实验规律 (1)任何温度下黑体都会同时辐射各种波长的电磁波； (2)随着温度的升高，黑体辐射不同波长的电磁波的强度都有所增加； (3)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. ①影响黑体辐射强度分布的唯一因素是黑体的温度，与其他任何因素无关。 【典例3】关于黑体辐射图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．T1>T2>T3>T4 B．T1<T2<T3<T4 C．T1=T2=T3=T4 D．测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度 【典例4】如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　） A．T1>T2 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．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 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，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体 【典例5】（多选）关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全透射照射到它上面的光波 B．随着温度降低，各种波长的光辐射强度都有所增加 C．随温度升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．黑体的辐射强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关 知识点3：能量子 能级 1.能量子 (1)定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍.例如，可能是ε或2ε、3ε……这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子.这些能量子后来被叫作光子。 (2)公式：ε=hν,其中ν是电磁波的频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h =6.62607015×10-34J·s,通常取h =6.63×10-34J·s. (3)能量的量子化 在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化. ①在宏观尺度内研究物体的能量变化时，我们可以认为：物体的能量变化是连续的，不必考虑量子化，例如物体的动能、重力势能；研究微观粒子时就必须考虑能量量子化，例如，原子光谱等.量子化的核心思想是“不连续性变化”. 2.量子化假设的实验证实 普朗克公式与实验结果比较，可以看出，与实验符合得非常好.如图所示，曲线是根据普朗克公式作出的理论图像，曲线上的小圆圈代表实验值. 普朗克提出的量子理论，不仅很好地解释了黑体辐射的规律，而且为原子物理学的研究提供了重要的思维方式和理论依据.例如，在量子理论的启发下，爱因斯坦提出了光子说，完美地解释了光电效应现象；玻尔提出了玻尔原子理论，解释了原子发光现象.这些知识我们将在后面的课程中学习到. 3.能级 当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态.原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的.这些量子化的能量值叫作能级.原子这些具有确定能量的稳定状态，称为定态. 原子处于能量最低的状态时最稳定，处于较高能级的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，由高能级向低能级跃迁时放出光子. 原子从高能级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. ①原子光谱的谱线是一些分立的亮线. 4.频率条件与跃迁 当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为En,m>n)时，会放出能量为hv的光子(h是普朗克常量),该光子的能量hv=Em-En,这个式子被称为频率条件，又称辐射条件. (1)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的. (2)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大，轨道半径小，原子的能量小. (3)能级公式,式中n称为量子数，对应不同的轨道，n取值不同. 【典例6】现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（    ）    A． B． C． D． 【典例7】下列说法正确的是（    ） ①普朗克提出“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍”，从而建立了“能量量子化”观点 ②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，这种物体就被称为“黑体” ③我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关 ④爱因斯坦指出：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的 A．①② B．①④ C．①②④ D．①②③ 【典例8】（多选）下列关于能量量子化的说法正确的是（　　） A．能量子假说是由爱因斯坦最早提出来的 B．能量子与电磁波的频率成正比 C．带电微粒辐射和吸收能量时是一份一份不连续的 D．电磁波波长越长，其能量子越大 一、单选题 1．关于黑体辐射，下列说法正确的是（    ） A．温度太低的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律 D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 2．关于能量量子化，下列说法正确的是（　　） A．能量子假设最早是由爱因斯坦提出来的 B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 C．电磁波的波长越长，其能量子越大 D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点 3．太阳不断向外辐射能量，太阳的质量在不断的减小，已知地球所处位置每平方米每秒接收到的太阳能约为，日地间距离约为，设太阳辐射的能量均匀分布在以太阳为球心、日地距离为半径的球面上，则太阳每秒减少的质量约为（　　） A． B． C． D． 4．“千克”这一基本单位原由国际千克原器来定义。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂依合金制成的圆柱体，高度和直径均为，原型保存在巴黎国际计量局。因受空气污染和氧化等因素影响，国际千克原器的质量出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求。因此科学界一直想用一种基于物理常数的定义来取代。2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即。该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后，国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了国际单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是（    ） A．普朗克常量h是一个无单位的常量 B．普朗克常量h的单位等效于 C．普朗克常量h的单位等效于 D．普朗克常量h的单位等效于 5．如图所示为黑体辐射的规律，由此图象得到下列结论正确的是（　　） A．随着温度的降低，各种波长的辐射强度都增大 B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 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．黑体热辐射的强度与波长无关 6．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吸收光子，且吸收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，所以原子的光谱只有一些分立的亮线 7．我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz，S波段的频率为2GHz~4GHz，下列说法正确的是（　　） A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的 B．在空气中S波段的波长比X波段的更短 C．S波段和X波段的频率都比紫外线的小 D．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小 8．下列说法正确的是（　　） A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 二、多选题 9．关于原子的能级，下列说法正确的是（　　） A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于前后两个能级的能量差 B．原子不能从低能级向高能级跃迁 C．原子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级 D．原子放出光子，放出的光子的能量恒等于前后两个能级的能量差 三、解答题 10．某装置是高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量，光速，则该紫外激光所含光子数为多少个？（结果保留2位有效数字） 学科网（北京）股份有限公司 $$