题目
三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了 2023 年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光,下列说法正确的是( )A. 蓝光光子的能量大于红光光子的能量B. 蓝光光子的动量小于红光光子的动量C. 在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光的速度D. 蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了 2023 年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光,下列说法正确的是( )
A. 蓝光光子的能量大于红光光子的能量
B. 蓝光光子的动量小于红光光子的动量
C. 在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光的速度
D. 蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
题目解答
答案
A. 蓝光光子的能量大于红光光子的能量
解析
步骤 1:光子能量与频率的关系
根据量子力学,光子的能量 \(E\) 与频率 \(f\) 之间的关系为 \(E = hf\),其中 \(h\) 是普朗克常数。由于蓝光的频率高于红光,因此蓝光光子的能量大于红光光子的能量。
步骤 2:光子动量与波长的关系
光子的动量 \(p\) 与波长 \(\lambda\) 之间的关系为 \(p = \frac{h}{\lambda}\)。由于蓝光的波长小于红光,因此蓝光光子的动量大于红光光子的动量。
步骤 3:光在不同介质中的传播速度
光在介质中的传播速度 \(v\) 与介质的折射率 \(n\) 之间的关系为 \(v = \frac{c}{n}\),其中 \(c\) 是光在真空中的速度。由于蓝光的折射率大于红光,因此在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度。
步骤 4:光在不同介质中的频率
光从一种介质射入另一种介质中时,频率不变。因此,蓝光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率。
根据量子力学,光子的能量 \(E\) 与频率 \(f\) 之间的关系为 \(E = hf\),其中 \(h\) 是普朗克常数。由于蓝光的频率高于红光,因此蓝光光子的能量大于红光光子的能量。
步骤 2:光子动量与波长的关系
光子的动量 \(p\) 与波长 \(\lambda\) 之间的关系为 \(p = \frac{h}{\lambda}\)。由于蓝光的波长小于红光,因此蓝光光子的动量大于红光光子的动量。
步骤 3:光在不同介质中的传播速度
光在介质中的传播速度 \(v\) 与介质的折射率 \(n\) 之间的关系为 \(v = \frac{c}{n}\),其中 \(c\) 是光在真空中的速度。由于蓝光的折射率大于红光,因此在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度。
步骤 4:光在不同介质中的频率
光从一种介质射入另一种介质中时,频率不变。因此,蓝光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率。