物理化学:核化学、量子化学和分子化学

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例子问题

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问题1:核、量子和分子化学

以下哪个量对光子来说是零?

可能的答案:

速度

质量

既不是质量也不是速度

质量和速度

正确答案:

质量

解释

光子是构成电磁波(光)的基本粒子。光子的关键在于它具有很高的速度没有质量;因此,光子的质量总是零。

问题1:核、量子和分子化学

下列哪项对伽马射线中的光子和可见光中的光子是相同的?

即频率

2波长

3速度

可能的答案:

I和II

第三只

我只

这些都不是

正确答案:

第三只

解释

电磁波谱是不同类型的光的波谱。每一种电磁波的频率和波长都不同;然而,每个电磁波在空气中的传播速度是。波动方程将电磁波的速度与其波长和频率联系起来如下。

在这里,是光速,为波长,是频率。自是永远不变的,波长与频率成反比。这意味着如果波长增加,频率就会减少。

问题3:核、量子和分子化学

紫外线中的光子波长为10纳米。无线电波中光子的能量是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

为了解决这个问题,我们需要使用波的能量与其波长的关系式。

在这里,是能量,是普朗克常数,光速(对我们来说总是)吗),是波长,单位是米。紫外线的能量是

如果我们看一下电磁波谱,我们会注意到无线电波的波长比紫外线要高得多。由于能量与波长成反比,我们可以得出结论,无线电波的能量低于紫外线的能量。能量低于紫外线能量的唯一选项是1.24neV。

问题4:核、量子和分子化学

经过发射后的分子是__________经过吸收的分子是稳定的__________稳定。

可能的答案:

更少……更多的

更多……更多的

更少……少

更多……少

正确答案:

更多……少

解释

发射是从原子释放(或发射)光子的过程,而吸收是吸收光子的过程。在发射之后,原子释放能量(以光子的形式)并进入较低的能态。然而,在吸收中,原子吸收能量并进入更高的能态。回想一下,更低的能量总是意味着更稳定;因此,在发射后,原子或分子进入一个更稳定的状态,而在吸收后,它进入一个不太稳定的状态。

问题1:核、量子和分子化学

一种特定颜色的红橙光的波长是

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,波长是多少是频率。

问题1:量子化学

微波辐射落在的波长区域

波长为的微波辐射的频率是多少

可能的答案:

正确答案:

解释

,在那里是光速,波长是多少是频率。

问题7:核、量子和分子化学

一位研究人员分析了两种类型的电磁波。他观察到波A的振幅比波b高。关于这两个波你能得出什么结论?

可能的答案:

波A的波长更高

如果不知道波所经过的介质,就不能确定相对波长和速度。

波B的波长更高

波A的速度更快

正确答案:

如果不知道波所经过的介质,就不能确定相对波长和速度。

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,波长和速度不依赖于振幅,并使用波动方程计算:

在这里,是波的速度(也就是电磁波的光速)频率是多少是波长。在这个方程中不存在波的振幅,因此不能用来确定频率、波长和速度的相对值。

问题8:核、量子和分子化学

如果一颗恒星靠近地球,从恒星发出的电磁波被认为波长较短,而如果一颗恒星远离地球,电磁波的波长较长。

当科学家通过望远镜观察时,发现恒星a呈现红色,而恒星B呈现蓝色。关于这两颗星星,下列哪一项是正确的?

可能的答案:

恒星B正在接近地球

恒星A正在接近地球

其中不止一个是正确的

来自两颗恒星的光子数量大致相同

正确答案:

恒星B正在接近地球

解释

这个问题中描述的现象叫做红移和蓝移。所有的恒星都会发射电磁波。这些波的可感知波长取决于物体的相对运动。如果一个物体靠近观测者(在这种情况下是地球),那么发射波的视波长就会减少,而如果物体远离,那么视波长就会增加。这就是所谓的多普勒效应。

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在。题目说星星A是红色的,星星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,更低的波长意味着更高的频率;因此,蓝色的频率更高。

问题9:核、量子和分子化学

微波有__________波长和a__________比紫外线更有能量。

可能的答案:

更低……较低的

更高……更高的

更低……更高的

更高……较低的

正确答案:

更高……较低的

解释

为了解决这个问题,我们需要先回顾一下电磁波谱。微波的波长非常大。它们存在于可见光和无线电波之间。另一方面,紫外线位于可见光之下;因此,紫外线的波长比微波短。

为了解出能量,我们需要用下面的方程。

在这里,是能量,是普朗克常数,光速是多少是波长。由于能量与波长成反比,波长越长能量越低。这意味着微波的能量将低于紫外线。

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波长和最低能量。

问题10: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发出的光被检测得更快。从这些结果可以得出什么结论?

可能的答案:

结果是无效的

单位时间内的光子数在源A处更高

源A的波长更高

光源A可以产生红光,而光源B可以产生蓝光

正确答案:

结果是无效的

解释

问题说有两个光源,它们都被放置在离探测器等距离的地方。这意味着检测速度的任何差异与距离无关。问题还指出,探测器从光源A接收到的光比从光源b接收到的光快,这意味着从光源A接收到的光的速度更快。回想一下,光(或电磁射线)可以有不同的波长和频率;然而,所有电磁射线的速度都是一样的。不管它是伽马射线还是可见光,光在空气中的速度是。这个问题中给出的信息与此相矛盾;因此,这些结果是无效的。

我们无法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。单位时间内的光子数指的是波的振幅,这也不能从给定的信息中确定。

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