物理化学:电磁谱和辐射

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例子问题

示例问题#61:物理化学

红色橙色光的特定颜色的波长是

这个颜色的频率是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

,在那里是光速,是波长,和是频率。

问题1:原子核、量子和分子化学

微波辐射落在波长范围内

具有波长的微波辐射的频率是多少还是

可能的答案:

正确答案:

解释

,在那里是光速,是波长,和是频率。

问题1:电磁谱和辐射

研究人员分析了两种类型的电磁波。他观察到波A具有比Wave B更高的振幅。您可以在这两个波方面得出什么?

可能的答案:

波A具有更高的波长

如果不知道波所经过的介质,就无法确定其相对波长和速度。

A波的速度更快

波B的波长较高

正确答案:

如果不知道波所经过的介质,就无法确定其相对波长和速度。

解释

波的振幅被定义为振荡或振动的最大峰值。回想一下,频率、波长和速度与振幅无关,它们是用波动方程计算的:

这里,是波的速度(即电磁波的光速),是频率,和是波长。该等式中不存在波的幅度,因此不能用于确定频率,波长和速度的相对值。

问题1:电磁谱和辐射

如果一颗星接近地,则从星形的电磁波被感知到具有较短的波长,而如果星星远离地球移动波长,则波长具有更长的波长。

在通过望远镜观察时,科学家通知明星出现的红色,而星星B出现蓝色。这两个星星的以下哪一项是正确的?

可能的答案:

星B正在接近地球

两颗恒星的光子的数量大致相同

超过其中一个是真的

恒星A正在接近地球

正确答案:

星B正在接近地球

解释

本问题描述的现象称为红移和蓝色。所有恒星都发出电磁波。这些波的感知波长取决于物体的相对运动。如果对象接近观察者(在这种情况下,地球)然后,如果物体移开,则发射波的表观波长减小,则表观波长增加。这称为多普勒效应。

要回答这个问题,我们需要知道蓝光和红光的相对波长。蓝光的波长介于而红光的波长介于.题目说星A是红色的,星B是蓝色的。因为红色的波长更高,恒星A正在远离地球。同样,由于蓝色的波长较低,恒星B正在接近地球。

回想一下,较低波长意味着更高的频率;因此,蓝色频率越高。

问题2:电磁谱和辐射

微波射线有一个__________波长和A.__________能量比紫外线强。

可能的答案:

高一点……更高的

高一点……较低的

更低……较低的

更低……更高的

正确答案:

高一点……较低的

解释

要解决这个问题,我们需要首先召回电磁频谱。微波具有非常大的波长。它们位于可见光和无线电波之间。另一方面,紫外线被发现在可见光下方;因此,紫外线具有比微波的波长较小。

为了求能量,我们需要使用下面的方程。

这里,的能量,是普朗克的常量,是光速,和是波长。由于能量与波长成反比,因此更高波长将导致能量较低。这意味着微波的能量比紫外线更低。

伽马射线具有最低波长和最高能量,而无线电波通常具有最高的波长和最低能量。

示例问题#3:原子核、量子和分子化学

两个光源与探测器的距离相等。光源A发出的光比光源b发出的光探测得快,从这些结果可以得出什么结论?

可能的答案:

源A具有更高的波长

单位时间内来自源A的光子数更高

结果无效

源A可以产生红灯,而源B可以产生蓝光

正确答案:

结果无效

解释

问题指出,有两个光源,两者都被从探测器置于等距。这意味着检测速度的任何差异与距离无关。问题还指出,探测器从源拾取光,从源B的光线更快。这意味着来自源A的光的速度更快。回想一下,光(或电磁射线)可以具有不同的波长和频率;然而,所有电磁射线的速度是相同的。如果是伽马光线或可见光,它就没关系,空气中的光速是.这个问题提供的信息与此相矛盾;因此,这些结果是无效的。

我们不能确定光源的光的颜色,因为我们没有关于它们各自的波长或频率的任何信息。单位时间内光子的数量指的是波的振幅,这也不能从给定的信息确定。

问题1:电磁谱和辐射

有0.885米波长的微波辐射的频率是多少?

可能的答案:

这些

正确答案:

解释

为了解决这个问题,我们使用下面的方程:

在哪里是波长和是频率。

波长是已知的,当我们处理电磁波谱时,我们知道等于已知的光速。我们需要求解频率,所以我们将方程整理如下:

插入已知值并解决。

示例问题#11:量子化学

一种特定颜色的橙色光的波长是629nm。

这个颜色的频率是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

为了解决这个问题,我们使用下面的方程:

在哪里是波长和是频率。

波长是已知的,当我们处理电磁波谱时,我们知道等于已知的光速。我们需要求解频率,所以我们将方程整理如下:

插入已知值并解决。

问题72:物理化学

本地FM无线电台以99.0MHz的频率广播。

这个电台广播的波长是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

为了解决这个问题,我们使用下面的方程:

在哪里是波长和是频率。

重新排列方程来解波长。

插入已知值并解决。

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