第三章__辐射理论
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普朗克黑体辐射理论练习一、单选题1.关于对热辐射的认识,下列说法中正确的是()A. 热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波B. 常温下我们看到的不发光物体的颜色是反射光所致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2.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.3.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A. 温度B. 材料C. 表面状况D. 以上都正确4.1900年,普朗克在研究黑体辐射时,认为其辐射的能量是不连续的,而是一份一份的,由此引入了一个常量ℎ(普朗克常量),普朗克常量的引入开创了量子论.物理学家金斯曾说过这样一句话:“虽然h的数值很小,但是我们应当承认,它是关系到保证宇宙存在的,如果说h严格等于0,那么宇宙的物质,宇宙的物质能量,将在十亿万分之一秒的时间内全部变为辐射.”关于h的单位,用国际单位制中的基本单位表示,正确的是()A. J·sB. J/sC. kg·m2/sD. kg·m2·s35.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能量子数为()A. ℎPλc B. λPℎcC. cPλℎD. λPℎc6.波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()A. 光电效应现象揭示了光的波动性B. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的中子具有波动性C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D. 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等7.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数h为基准,经过一系列物理换算,算出质量.已知普朗克常数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数h 单位的是()A. J/sB. Kg.m2/sC. Kg⋅m2/s3D. N⋅m⋅s8.一盏电灯发光功率为100W,假设它发出的光向四周均匀辐射,光的平均波长λ=6.0×10−7m,在距电灯10m远处,以电灯为球心的球面上,1m2的面积每秒通过的光子数约是(普朗克常量ℎ=6.63×10−34J·s)()A. 2×1017B. 2×1016C. 2×1015D. 2×10239.“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。
第三章光与温度因子太阳辐射是光和热的最终来源,所以我们把这二个生态因子放在同一章里讨论。
我们知道,光和热的变化产生了地球表面的光照强度不同和温度的不同,植物、动物及其它们的群落随之发生着各种变化。
第一节太阳辐射与光一、光的性质与变化与动物相比,植物从无机环境中获得“食物”,光是植物的能量来源,矿质元素是植物的营养来源(Light is their energy source,minerals are their building bricks)。
而光的最终能量来源是太阳,太阳内聚极高温度,在氢原子发生核裂变且放射出能量,其中以1.94卡/cm2.min的能量被地球所吸收,称此为太阳常数,因此,光是地球上一切能量的最终来源。
光具有波粒二相性,它既是太阳辐射出来的电磁波又是一束束的粒子流,像密集的雨点一样辐射或打到植物的叶片上,使植物吸收光能。
到达地球的所有太阳辐射的光波大体上可分成三部分:I--紫外光,波长<400 nm;II--可见光,400 nm<波长<700 nm;III--红外光,波长>700 nm。
顾名思义,可见光是人们能够看得见的光,它对动植物的生理作用最为重要,因此,也称之为生理有效辐射,通常讲光由7种不同颜色(7个不同不波长)的光组成就是指可见光部分,具体光谱组成请见表(3-1)。
表3-1 光谱分布1.光的性质(1)光具有波粒二相性可以说是一种由太阳辐射出来的电磁波。
光波的二个峰值间的距离叫波长,波长越短,频率越高,能量越大:λ(波长)×V(频率)= C(光强)V = C/λ(2)光能一个光子在一定波长条件下具有的能量是:E = hv(h是普朗克常数,为6.6×10-27尔格/秒。
比如波长是680nm的光:E = 6.6×10-27尔格/秒×3×1017nm(光速)×(680)-1nm =2.9 ×10-12尔格1尔格= 10-7焦耳, 1卡= 4.2焦耳E= 2.9 ×10-12尔格/4.2×107尔格/卡= 6.9×10-20卡λ(3)光强进入一片树叶或一个森林群落的光,不仅决定它的质量(波长),而且还与它的振幅有关系(光强)。