第2节 量子世界
[随堂检测][学生用书P90]
1．黑体辐射的“紫外灾难”是指( )
A．紫色的自然灾害
B．实验曲线与经典物理理论的计算结果不符合，该结果出现在紫外区，故称黑体辐射的“紫外灾难”
C．黑体温度达到一定值时，物体辐射的全部都是紫外线
D．黑体温度达到一定值时，物体辐射的全部都是紫色
解析：选B.研究热辐射的规律时，实验曲线与经典物理理论的计算结果不符合，随着波长变短，即向紫外区延伸时，计算的结果与实验曲线严重不符，该结果出现在紫外区，故被称为黑体辐射的“紫外灾难”，故B正确，A、C、D错误．
2．下列对光的波粒二象性的说法中，正确的是( )
A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波是同样一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
D．光是一种波，同时也是一种粒子．光子说并未否定电磁说，在光子能量E＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
解析：选D.光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性．当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后的落点无法预测，但大量光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性．粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说．
3．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常数)( )
A．hν B.Nhν
C．Nhν D．2Nhν
解析：选C.由爱因斯坦光子说，每个光子的能量E0＝hν，则N个光子的能量为E＝NE0＝Nhν，故正确选项为C.
4．已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103 J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的频率均为5.5×1014 Hz，太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地间距离R＝1.5×1011 m，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为多少个(只要求保留两位有效数字)?
解析：因太阳光向各个方向的辐射是均匀的，可认为太阳每秒辐射的可见光的光子数等于以太阳为球心、日地之间距离为半径的球面上每秒钟获得的可见光的光子数，已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为σ＝1.4×103 J，可见光所占的比例为η＝45%，则太阳每秒钟辐射的可见光的能量E＝4πR2ση，而每个可见光子的能量E0＝hν，则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数N＝＝≈4.9×1044 个．
答案：4.9×1044个
[课时作业][学生用书P138(单独成册)]
一、单项选择题
1．首先提出量子理论的科学家是( )
A．普朗克 B．迈克尔孙
C．爱因斯坦 D．德布罗意
解析：选A.为了解释黑体辐射现象，普朗克首先提出了能量的量子化，故A正确．
2．能正确解释黑体辐射实验规律的是( )
A．能量的连续经典理论
B．普朗克提出的能量量子化理论
C．以上两种理论体系任何一种都能解释
D．牛顿提出的能量微粒说
解析：选B.根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确．
3．光子的能量是由下列哪个物理量决定的( )
A．光的波长 B．光的频率
C．光的传播速度 D．介质的性质
解析：选B.光子的能量ε＝hν，式中h是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正比，所以选项B正确，A、C、D错误．
4．电子显微镜是利用了电子的( )
A．粒子性 B．波动性
C．速度大 D．体积小
解析：选B.电子显微镜利用的是电子经高压电场加速之后波长变短，不易发生衍射现象，因此提高了分辨率，故B选项正确，A、C、D均错．
5．下列关于物质波的说法中，正确的是( )
A．物质波是由近及远地进行传播的
B．某种实物粒子的物质波是没有一定规律的
C．一个光子的运动是受波动规律支配的
D．牛顿定律对高速运动的宏观物体不适用
