資源簡介

第六章　波粒二象性
1　量子論初步
(分值：60分)
1~6題每題4分，共24分
考點一　熱輻射　黑體與黑體輻射
1.下列說法中正確的是(　　　　)
A.一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度有關
B.黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的
C.一定溫度下，黑體輻射能譜密度隨波長的分布有一個極大值
D.溫度升高時，黑體輻射能譜密度的極大值向波長較長的方向移動
2.非接觸式溫度計在公共場所被廣泛應用，其測溫原理是基于黑體輻射規律。下列描繪兩種溫度下黑體輻射能譜密度與波長關系的圖像中，符合黑體輻射實驗規律的是(　　　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
考點二　能量子
3.(2021·浙江1月選考)2020年12月我國科學家在量子計算領域取得了重大成果，構建了一臺76個光子100個模式的量子計算機“九章”，如圖所示，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機“富岳”快一百萬億倍。關于量子，下列說法正確的是(　　　　)
A.是計算機運算的一種程序
B.表示運算速度的一個單位
C.表示微觀世界的不連續性觀念
D.類似于質子、中子的微觀粒子
4.(2024·揚州市新華中學高二期中)能量子假說是對經典物理學思想與觀念的一次突破。“振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數倍”，作出這一大膽假設的科學家是(　　　　)
A.庫侖 B.普朗克
C.密立根 D.愛因斯坦
5.(多選)(2023·臨沂市高二期末)1900年德國物理學家普朗克在研究黑體輻射時提出了一個大膽的假說，即能量子假說，下列說法屬于能量子假說內容的是(　　　　)
A.物質輻射(或吸收)能量時，能量不是連續的，而是一份一份進行的
B.能量子假說中將每一份最小能量值，稱為“能量子”
C.能量子假說中的能量子ε=hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量
D.能量子假說認為能量是連續的，是不可分割的
6.太陽光含有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光，下列對這七種色光的認識正確的是(　　　　)
A.紫光的波長最長
B.紅光的能量子最大
C.七種色光的能量子均相同
D.紫光的能量子最大
7~10題每題6分，共24分
7.(2023·榆林市期中)某氣體在T1、T2兩種不同溫度下的分子速率分布圖像如圖甲所示，縱坐標f(v)表示各速率區間的分子數占總分子數的百分比，橫坐標v表示分子的速率。黑體輻射的實驗規律如圖乙所示，圖乙中畫出了T3、T4兩種不同溫度下黑體輻射的能譜密度與波長的關系，下列說法正確的是(　　　　)
A.圖甲中T1>T2，圖乙中T3>T4
B.圖甲中T1C.圖甲中T1T4
D.圖甲中T1>T2、圖乙中T38.兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，第一束光在某段時間內打在物體上的光子數與第二束光在相同時間內打在物體表面上的光子數之比為4∶5，則這兩束光的光子能量和波長之比分別為(　　　　)
A.4∶5　4∶5 B.5∶4　5∶4
C.5∶4　4∶5 D.4∶5　5∶4
9.(多選)飛秒激光是一種波長為1 053 nm的激光，已知普朗克常量為6.63×10-34 J·s，已知光速c=3×108 m/s，則下列說法正確的是(　　　　)
A.飛秒激光的傳播速度有可能超過3×108 m/s
B.飛秒激光光子的能量是不連續的
C.飛秒激光的頻率為1.053×106 Hz
D.飛秒激光的光子能量約為1.2 eV
10.人眼對綠光較為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530 nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子(能量子)射入瞳孔，眼睛就能察覺。普朗克常量為6.63×10-34 J·s，光速為3×108 m/s，則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率約為(　　　　)
A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W
C.7.0×10-10 W D.1.2×10-18 W
11.(12分)(2023·榆林市高二月考)太陽光垂直照射到地面上時，1 m2地面接收太陽光的功率為1.4 kW，其中可見光部分約占45%。
(1)(7分)假如認為可見光的波長約為0.55 μm，日地間距離R=1.5×1011 m，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3×108 m/s，估算太陽每秒輻射出的可見光光子為多少？
(2)(5分)若已知地球的半徑r=6.4×106 m，估算地球接收的太陽光的總功率。
答案精析
1.C　［一般物體的熱輻射強度除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關，A錯誤；黑體可以輻射可見光，不一定是黑的，B錯誤；由黑體輻射的實驗規律知，C正確，D錯誤。］
2.A　［隨著溫度的升高，黑體輻射的能譜密度與波長的關系為：一方面，各種波長的輻射能譜密度都增加，另一方面，輻射能譜密度的極大值向波長較短的方向移動。由此規律可知選項A正確。］
3.C　［量子并不指具體的某種物質或粒子，在物理學中它可指物質分割到最小的一個單位，“光子”便是光的最小單元，量子體現“量子化”的概念，表示微觀世界的不連續性觀念，故選項C正確。］
4.B
5.ABC　［能量子假說認為，物體輻射(或吸收)能量時，能量不是連續的，而是一份一份進行的，每一份最小能量值，稱為能量子，能量子ε=hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量，A、B、C正確。］
6.D　［由電磁波譜可知，紫光的波長最短，A錯誤；由ε=hν可知，光的頻率越大，光的能量子越強，因七種色光中，紫光的頻率最高，則紫光的能量子最大，B、C錯誤，D正確。］
7.C　［由題圖甲可知，溫度為T2的圖線中速率大的分子占據的比例較大，則說明其對應的平均動能較大，故T2對應的溫度較高，故T1T4。故選C。］
8.C　［兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，在相同時間內打到物體表面的光子數之比為4∶5，根據E=Nε可得光子能量之比為5∶4，再根據ε=hν=h，光子能量與波長成反比，故光子波長之比為4∶5，故C正確，A、B、D錯誤。］
9.BD　［飛秒激光的速度不可能超過光在真空中的速度，故A錯誤；飛秒激光的能量是不連續的，故B正確；飛秒激光的頻率為ν== Hz≈2.85×1014 Hz，故C錯誤；飛秒激光的光子能量為ε=hν= eV≈1.2 eV，故D正確。］
10.A　［察覺到綠光所接收到的最小功率P=，因為只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺，所以式中E=6ε，又ε=hν=h，
可得P== W≈2.3×10-18 W，故選A。］
11.(1)4.9×1044個　(2)1.8×1017 W
解析　(1)設地面上垂直于太陽光的1 m2面積上每秒鐘接收的可見光光子數為n，
則有P×45%×1 s=n·h
設想一個以太陽為球心、以日地間距離為半徑的大球面包圍著太陽，大球面接收的光子數即等于太陽輻射的全部光子數，
則所求可見光光子數N=n·4πR2，
聯立得N≈4.9×1044個。
(2)地球背著太陽的半個球面沒有接收太陽光，地球向陽的半個球面面積也不都與太陽光垂直。接收太陽光輻射且與陽光垂直的有效面積是以地球半徑為半徑的圓平面的面積，則地球接收太陽光的總功率P地=P·πr2=1.4×103×3.14×(6.4×106)2 W≈1.8×1017 W。1　量子論初步
［學習目標］　1.了解熱輻射、黑體和黑體輻射的概念，知道黑體輻射的實驗規律(難點)。2.了解能量子的概念，了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(重點)。
一、熱輻射　黑體與黑體輻射
一座建設中的樓房還沒有安裝窗子，盡管室內已經粉刷，如果從遠處觀察，把窗內的亮度與樓房外墻的亮度相比，你會發現什么？為什么？
1.熱輻射
(1)一切物體都在以　　　　　　的形式向外輻射能量，而且輻射強度隨波長如何分布與物體的　　　　相關，物理學上把這種輻射稱為熱輻射。
(2)物體輻射的電磁波除與　　　　有關外，還與材料的　　　　及　　　　　　　有關。
(3)物體除了向外輻射電磁波，其表面還會　　　　和　　　　外界射來的電磁波。
2.黑體與黑體輻射
(1)黑體：如果某物體能夠　　　　　　　外來的電磁波而不發生　　　　，這種物體就稱為絕對黑體，簡稱黑體。
(2)黑體輻射
①定義：加熱腔體，黑體表面就向外　　　電磁波，這就是黑體輻射。
②黑體輻射特點：黑體輻射能量按波長分布的情況只與黑體的　　　　有關。
3.黑體輻射的實驗規律：黑體輻射的能譜密度按波長分布的情況(如圖所示)
(1)隨著溫度的升高，各種波長的輻射能譜密度都　　　　。
(2)隨著溫度的升高，輻射能譜密度的極大值向波長　　　　的方向移動。
(3)溫度一定時，黑體輻射能譜密度隨波長的分布有一個極大值。
實際中存在絕對黑體嗎？黑體看上去一定是黑色的嗎？
例1　(多選)關于對黑體的認識，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.黑體輻射電磁波的能譜密度按波長的分布只與溫度有關，與材料的種類及表面狀況無關
C.黑體輻射電磁波的能譜密度按波長的分布除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關
D.如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面經多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔的洞口就可以看成一個黑體
一般物體與黑體的比較
熱輻射特點 吸收、反射特點
一般 物體 輻射電磁波的情況與溫度、材料的種類及表面狀況有關 既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長等因素有關
黑體 輻射電磁波的能量按波長的分布只與黑體的溫度有關 完全吸收各種入射電磁波，不反射
例2　(2024·遼寧省模擬)在實驗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，就可以確定爐內的溫度。如圖所示，就是黑體的輻射能譜密度與其輻射光波長的關系圖像，則下列說法正確的是(　　)
A.T1B.在同一溫度下，波長越短的電磁波輻射能譜密度越大
C.隨著溫度的升高，各種波長的輻射能譜密度都有所降低
D.隨著溫度的升高，輻射能譜密度的極大值向波長較短方向移動
二、量子論的誕生
1.普朗克把腔壁看作是由各種頻率振動的　　　　　　　　組成的，黑體的輻射就是這些諧振子向外輻射的各種　　　　　　。
2.諧振子具有的能量是不連續的，只能取一些　　　　的值，即　　　　　　　　(n=1，2，3，…)，也就是說能量E只能取hν的　　　　倍。
3.諧振子具有的最小的一份能量為ε=　　　，稱為能量子。其中ν是諧振動的頻率，h是一個常量，稱為　　　　　　。為了計算的簡便，通常取h=6.63×10-34 J·s。
4.能量子概念的引入，標志著量子論的誕生，開啟了人類認識微觀世界的大門。
在一杯開水中放入一支溫度計，開水靜置在室內，可以看到開水的溫度是逐漸降低的。既然從微觀的角度來看開水的能量是一份一份向外輻射的，為什么它的溫度不是一段一段地降低呢？
例3　(多選)關于對普朗克能量子假說的認識，下列說法正確的是(　　)
A.振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值
B.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倍
C.能量子與電磁波的頻率成正比
D.這一假說與現實世界相矛盾，因而是錯誤的
例4　納米技術現在已經廣泛應用到社會生產、生活的各個方面。將激光束的寬度聚光到納米級范圍內，可以精確地修復人體損壞的器官。糖尿病引起視網膜病變是導致成年人失明的一個重要原因，利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴重后果。一臺功率為10 W的氬激光器，能發出波長λ=500 nm的激光，用它“點焊”視網膜，每次“點焊”需要2×10-3 J的能量，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3×108 m/s，求：
(1)每次“點焊”視網膜的時間；
(2)在一次“點焊”的時間內發出的激光光子的數量。
答案精析
一、
會發現窗內亮度比樓房外墻的亮度暗。
原因是射入窗口的光線在室內墻面會發生多次反射和吸收，大部分光線被吸收掉，最后從窗口射出的光線是很少的。
梳理與總結
1.(1)電磁波　溫度　(2)溫度　種類
表面狀況　(3)吸收　反射
2.(1)全部吸收　反射　(2)①輻射　②溫度
3.(1)增加　(2)較短
討論交流
絕對黑體是一種理想化模型，實際中并不存在，黑體看上去不一定是黑的，有些可看成黑體的物體由于自身有較強的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔。
例1　BD　［黑體能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，并且不會有任何的反射與透射，這樣的物體稱為黑體，但看上去不一定是黑色的，故A錯誤。黑體輻射電磁波的能譜密度按波長的分布只與溫度有關，與材料種類及表面狀況無關，故C錯誤，B正確。如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面經多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，就相當于吸收了所有電磁波，因此空腔的洞口就可以看成一個黑體，故D正確。］
例2　D　［由黑體輻射的特點可知，T1>T2，故A錯誤；由圖像可知，同一溫度下，輻射能譜密度最大的電磁波波長不是最大的，也不是最小的，而是處在最大與最小波長之間，故B錯誤；由圖像可知，各種波長的輻射能譜密度隨著溫度的升高而增大，故C錯誤；由圖像可知，隨著溫度的升高，最大輻射能譜密度向波長較短的方向移動，故D正確。］
二、
1.帶電諧振子　電磁波　
2.分立　En=nhν　整數
3.hν　普朗克常量
討論交流
能量子的值非常小，在宏觀世界里，一般觀測不到能量子的效應，可認為能量是連續的，所以開水的溫度是逐漸降低的；但在研究微觀粒子時必須考慮能量量子化。
例3　BC　［由普朗克能量子假說可知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倍，A錯誤，B正確；能量子ε=hν，與電磁波的頻率ν成正比，C正確；在宏觀世界里一般觀測不到能量量子化效應，可認為能量是連續的，并不相矛盾，D錯誤。］
例4　(1)2×10-4 s　(2)5×1015個
解析　(1)已知激光器的功率P=10 W，
每次“點焊”需要的能量E=2×10-3 J，
根據E=Pt得，
每次“點焊”視網膜的時間是t== s=2×10-4 s
(2)設每個光子的能量為E0，則E0=hν=h
在這段時間內發出的激光光子的數量
n===個≈5×1015個。(共44張PPT)
DILIUZHANG
第六章
1　量子論初步
1.了解熱輻射、黑體和黑體輻射的概念，知道黑體輻射的實驗規律(難點)。
2.了解能量子的概念，了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(重點)。
學習目標
一、熱輻射　黑體與黑體輻射
二、量子論的誕生
課時對點練
內容索引
熱輻射　黑體與黑體輻射
一
一座建設中的樓房還沒有安裝窗子，盡管室內已經粉刷，如果從遠處觀察，把窗內的亮度與樓房外墻的亮度相比，你會發現什么？為什么？
答案　會發現窗內亮度比樓房外墻的亮度暗。
原因是射入窗口的光線在室內墻面會發生多次反射和吸收，大部分光線被吸收掉，最后從窗口射出的光線是很少的。
1.熱輻射
(1)一切物體都在以 的形式向外輻射能量，而且輻射強度隨波長如何分布與物體的 相關，物理學上把這種輻射稱為熱輻射。
(2)物體輻射的電磁波除與 有關外，還與材料的 及 有關。
(3)物體除了向外輻射電磁波，其表面還會 和 外界射來的電磁波。
梳理與總結
電磁波
溫度
溫度
種類
表面狀況
吸收
反射
2.黑體與黑體輻射
(1)黑體：如果某物體能夠 外來的電磁波而不發生 ，這種物體就稱為絕對黑體，簡稱黑體。
(2)黑體輻射
①定義：加熱腔體，黑體表面就向外 電磁波，這就是黑體輻射。
②黑體輻射特點：黑體輻射能量按波長分布的情況只與黑體的 有關。
全部吸收
反射
輻射
溫度
3.黑體輻射的實驗規律：黑體輻射的能譜密度按波長分布的情況(如圖所示)
(1)隨著溫度的升高，各種波長的輻射能譜密度都
。
(2)隨著溫度的升高，輻射能譜密度的極大值向波長 的方向移動。
(3)溫度一定時，黑體輻射能譜密度隨波長的分布有一個極大值。
增加
較短
實際中存在絕對黑體嗎？黑體看上去一定是黑色的嗎？
討論交流
答案　絕對黑體是一種理想化模型，實際中并不存在，黑體看上去不一定是黑的，有些可看成黑體的物體由于自身有較強的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔。
　(多選)關于對黑體的認識，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.黑體輻射電磁波的能譜密度按波長的分布只與溫度有關，與材料的種
類及表面狀況無關
C.黑體輻射電磁波的能譜密度按波長的分布除與溫度有關外，還與材料
的種類及表面狀況有關
D.如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表
面經多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔的洞口就可以
看成一個黑體
例1
√
√
黑體能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，并且不會有任何的反射與透射，這樣的物體稱為黑體，但看上去不一定是黑色的，故A錯誤。
黑體輻射電磁波的能譜密度按波長的分布只與溫度有關，與材料種類及表面狀況無關，故C錯誤，B正確。
如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面經多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，就相當于吸收了所有電磁波，因此空腔的洞口就可以看成一個黑體，故D正確。
總結提升
一般物體與黑體的比較
熱輻射特點 吸收、反射特點
一般物體 輻射電磁波的情況與溫度、材料的種類及表面狀況有關 既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長等因素有關
黑體 輻射電磁波的能量按波長的分布只與黑體的溫度有關 完全吸收各種入射電磁波，不反射
　(2024·遼寧省模擬)在實驗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，就可以確定爐內的溫度。如圖所示，就是黑體的輻射能譜密度與其輻射光波長的關系圖像，
則下列說法正確的是
A.T1B.在同一溫度下，波長越短的電磁波輻射能譜密度越大
C.隨著溫度的升高，各種波長的輻射能譜密度都有所降低
D.隨著溫度的升高，輻射能譜密度的極大值向波長較短方向移動
例2
√
由黑體輻射的特點可知，T1>T2，故A錯誤；
由圖像可知，同一溫度下，輻射能譜密度最大的電
磁波波長不是最大的，也不是最小的，而是處在最
大與最小波長之間，故B錯誤；
由圖像可知，各種波長的輻射能譜密度隨著溫度的升高而增大，故C錯誤；
由圖像可知，隨著溫度的升高，最大輻射能譜密度向波長較短的方向移動，故D正確。
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量子論的誕生
二
1.普朗克把腔壁看作是由各種頻率振動的 組成的，黑體的輻射就是這些諧振子向外輻射的各種 。
2.諧振子具有的能量是不連續的，只能取一些 的值，即______(n=1，2，3，…)，也就是說能量E只能取hν的 倍。
3.諧振子具有的最小的一份能量為ε= ，稱為能量子。其中ν是諧振動的頻率，h是一個常量，稱為 。為了計算的簡便，通常取h=6.63×10-34 J·s。
4.能量子概念的引入，標志著量子論的誕生，開啟了人類認識微觀世界的大門。
帶電諧振子
電磁波
分立
En=nhν
整數
hν
普朗克常量
在一杯開水中放入一支溫度計，開水靜置在室內，可以看到開水的溫度是逐漸降低的。既然從微觀的角度來看開水的能量是一份一份向外輻射的，為什么它的溫度不是一段一段地降低呢？
討論交流
答案　能量子的值非常小，在宏觀世界里，一般觀測不到能量子的效應，可認為能量是連續的，所以開水的溫度是逐漸降低的；但在研究微觀粒子時必須考慮能量量子化。
　(多選)關于對普朗克能量子假說的認識，下列說法正確的是
A.振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值
B.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倍
C.能量子與電磁波的頻率成正比
D.這一假說與現實世界相矛盾，因而是錯誤的
例3
√
√
由普朗克能量子假說可知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倍，A錯誤，B正確；
能量子ε=hν，與電磁波的頻率ν成正比，C正確；
在宏觀世界里一般觀測不到能量量子化效應，可認為能量是連續的，并不相矛盾，D錯誤。
　納米技術現在已經廣泛應用到社會生產、生活的各個方面。將激光束的寬度聚光到納米級范圍內，可以精確地修復人體損壞的器官。糖尿病引起視網膜病變是導致成年人失明的一個重要原因，利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴重后果。一臺功率為10 W的氬激光器，能發出波長λ=500 nm的激光，用它“點焊”視網膜，每次“點焊”需要2×10-3 J的能量，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3×108 m/s，求：
(1)每次“點焊”視網膜的時間；
例4
答案　2×10-4 s
已知激光器的功率P=10 W，
每次“點焊”需要的能量E=2×10-3 J，
根據E=Pt得，
每次“點焊”視網膜的時間是
t== s=2×10-4 s
(2)在一次“點焊”的時間內發出的激光光子的數量。
答案　5×1015個
設每個光子的能量為E0，則E0=hν=h
在這段時間內發出的激光光子的數量
n===個≈5×1015個。
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課時對點練
三
考點一　熱輻射　黑體與黑體輻射
1.下列說法中正確的是
A.一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度有關
B.黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的
C.一定溫度下，黑體輻射能譜密度隨波長的分布有一個極大值
D.溫度升高時，黑體輻射能譜密度的極大值向波長較長的方向移動
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
基礎對點練
√
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
11
一般物體的熱輻射強度除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關，A錯誤；
黑體可以輻射可見光，不一定是黑的，B錯誤；
由黑體輻射的實驗規律知，C正確，D錯誤。
2.非接觸式溫度計在公共場所被廣泛應用，其測溫原理是基于黑體輻射規律。下列描繪兩種溫度下黑體輻射能譜密度與波長關系的圖像中，符合黑體輻射實驗規律的是
1
2
3
4
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√
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7
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10
11
隨著溫度的升高，黑體輻射的能譜密度與波長的關系為：一方面，各種波長的輻射能譜密度都增加，另一方面，輻射能譜密度的極大值向波長較短的方向移動。由此規律可知選項A正確。
考點二　能量子
3.(2021·浙江1月選考)2020年12月我國科學家在量子計算領域取得了重大成果，構建了一臺76個光子100個模式的量子計算機“九章”，如圖所示，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機“富岳”快一百萬億倍。關于量子，下列說法正確的是
A.是計算機運算的一種程序
B.表示運算速度的一個單位
C.表示微觀世界的不連續性觀念
D.類似于質子、中子的微觀粒子
√
1
2
3
4
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1
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4
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量子并不指具體的某種物質或粒子，在物理學中它可指物質分割到最小的一個單位，“光子”便是光的最小單元，量子體現“量子化”的概念，表示微觀世界的不連續性觀念，故選項C正確。
4.(2024·揚州市新華中學高二期中)能量子假說是對經典物理學思想與觀念的一次突破。“振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數倍”，作出這一大膽假設的科學家是
A.庫侖 B.普朗克
C.密立根 D.愛因斯坦
1
2
3
4
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5.(多選)(2023·臨沂市高二期末)1900年德國物理學家普朗克在研究黑體輻射時提出了一個大膽的假說，即能量子假說，下列說法屬于能量子假說內容的是
A.物質輻射(或吸收)能量時，能量不是連續的，而是一份一份進行的
B.能量子假說中將每一份最小能量值，稱為“能量子”
C.能量子假說中的能量子ε=hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量
D.能量子假說認為能量是連續的，是不可分割的
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能量子假說認為，物體輻射(或吸收)能量時，能量不是連續的，而是一份一份進行的，每一份最小能量值，稱為能量子，能量子ε=hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量，A、B、C正確。
6.太陽光含有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光，下列對這七種色光的認識正確的是
A.紫光的波長最長
B.紅光的能量子最大
C.七種色光的能量子均相同
D.紫光的能量子最大
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由電磁波譜可知，紫光的波長最短，A錯誤；
由ε=hν可知，光的頻率越大，光的能量子越強，因七種色光中，紫光的頻率最高，則紫光的能量子最大，B、C錯誤，D正確。
7.(2023·榆林市期中)某氣體在T1、T2兩種不同溫度下的分子速率分布圖像如圖甲所示，縱坐標f(v)表示各速率區間的分子數占總分子數的百分比，橫坐標v表示分子的速率。黑體輻射的實驗規律如圖乙所示，圖乙中畫出了T3、T4兩種不同溫度下黑體輻射的能譜密度與波長的關系，下列說法正確的是
A.圖甲中T1>T2，圖乙中T3>T4
B.圖甲中T1C.圖甲中T1T4
D.圖甲中T1>T2、圖乙中T3√
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能力綜合練
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由題圖甲可知，溫度為T2的圖線中速
率大的分子占據的比例較大，則說明
其對應的平均動能較大，故T2對應的
溫度較高，故T1各種波長的輻射能譜密度都有增加，輻射能譜密度的極大值向波長較短方向移動，由題圖乙可知T3>T4。故選C。
8.兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，第一束光在某段時間內打在物體上的光子數與第二束光在相同時間內打在物體表面上的光子數之比為4∶5，則這兩束光的光子能量和波長之比分別為
A.4∶5　4∶5 B.5∶4　5∶4
C.5∶4　4∶5 D.4∶5　5∶4
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兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，在相同時間內打到物體表面的光子數之比為4∶5，根據E=Nε可得光子能量之比為5∶
4，再根據ε=hν=h，光子能量與波長成反比，故光子波長之比為4∶5，
故C正確，A、B、D錯誤。
9.(多選)飛秒激光是一種波長為1 053 nm的激光，已知普朗克常量為6.63×10-34 J·s，已知光速c=3×108 m/s，則下列說法正確的是
A.飛秒激光的傳播速度有可能超過3×108 m/s
B.飛秒激光光子的能量是不連續的
C.飛秒激光的頻率為1.053×106 Hz
D.飛秒激光的光子能量約為1.2 eV
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飛秒激光的速度不可能超過光在真空中的速度，故A錯誤；
飛秒激光的能量是不連續的，故B正確；
飛秒激光的頻率為ν== Hz≈2.85×1014 Hz，故C錯誤；
飛秒激光的光子能量為ε=hν= eV≈1.2 eV，故D正確。
10.人眼對綠光較為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530 nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子(能量子)射入瞳孔，眼睛就能察覺。普朗克常量為6.63×10-34 J·s，光速為3×108 m/s，則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率約為
A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W
C.7.0×10-10 W D.1.2×10-18 W
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察覺到綠光所接收到的最小功率P=，因為只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺，所以式中E=6ε，又ε=hν=h，
可得P== W≈2.3×10-18 W，故選A。
11.(2023·榆林市高二月考)太陽光垂直照射到地面上時，1 m2地面接收太陽光的功率為1.4 kW，其中可見光部分約占45%。
(1)假如認為可見光的波長約為0.55 μm，日地間距離R=1.5×1011 m，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3×108 m/s，估算太陽每秒輻射出的可見光光子為多少？
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尖子生選練
答案　4.9×1044個
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設地面上垂直于太陽光的1 m2面積上每秒鐘接收的可見光光子數為n，
則有P×45%×1 s=n·h
設想一個以太陽為球心、以日地間距離為半徑的大球面包圍著太陽，大球面接收的光子數即等于太陽輻射的全部光子數，
則所求可見光光子數N=n·4πR2，
聯立得N≈4.9×1044個。
(2)若已知地球的半徑r=6.4×106 m，估算地球接收的太陽光的總功率。
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答案　1.8×1017 W
地球背著太陽的半個球面沒有接收太陽光，地球向陽的半個球面面積也不都與太陽光垂直。接收太陽光輻射且與陽光垂直的有效面積是以地球半徑為半徑的圓平面的面積，則地球接收太陽光的總功率P地=P·πr2=1.4×103×3.14×(6.4×106)2 W≈1.8×1017 W。
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