题目
【题目】下列四种波数的电磁辐射属于可见光区的是()A. 760cm^(-1)B. 2.0*10^4cm^(-1)C. 5.0cm^(-1)D. 0.1cm^(-1)
【题目】下列四种波数的电磁辐射属于可见光区的是()
A. 760cm^(-1)
B. 2.0*10^4cm^(-1)
C. 5.0cm^(-1)
D. 0.1cm^(-1)
题目解答
答案
B. 2.0*10^4cm^(-1)
解析
考查要点:本题主要考查电磁波波数与可见光区波数范围的关系,需要掌握波数的定义及不同电磁波区的波数范围。
解题核心思路:
- 波数定义:波数(wavenumber)是波长的倒数,单位为cm⁻¹。
- 可见光波长范围:可见光的波长范围为400 nm(纳米)到700 nm,需转换为厘米单位。
- 计算可见光波数范围:通过波数公式 $\tilde{\nu} = \frac{1}{\lambda}$,计算可见光的波数下限和上限。
- 选项匹配:将各选项的波数与可见光波数范围对比,判断是否符合。
破题关键点:
- 单位转换:将纳米转换为厘米(1 nm = 10⁻⁷ m = 10⁻⁵ cm)。
- 波数范围推导:通过可见光波长范围推导出对应的波数范围(约14285 cm⁻¹到25000 cm⁻¹)。
步骤1:确定可见光波长范围
可见光的波长范围为 400 nm ≤ λ ≤ 700 nm,即:
$\lambda_{\text{min}} = 400 \, \text{nm} = 4 \times 10^{-5} \, \text{cm}, \quad \lambda_{\text{max}} = 700 \, \text{nm} = 7 \times 10^{-5} \, \text{cm}.$
步骤2:计算可见光波数范围
波数 $\tilde{\nu} = \frac{1}{\lambda}$,因此:
- 下限:$\tilde{\nu}_{\text{min}} = \frac{1}{7 \times 10^{-5}} \approx 14285 \, \text{cm}^{-1}$
- 上限:$\tilde{\nu}_{\text{max}} = \frac{1}{4 \times 10^{-5}} = 25000 \, \text{cm}^{-1}$
可见光波数范围为 14285 cm⁻¹ ≤ $\tilde{\nu}$ ≤ 25000 cm⁻¹。
步骤3:分析选项
- A. 760 cm⁻¹:对应波长 $\lambda = \frac{1}{760} \approx 1316 \, \text{nm}$(红外区)。
- B. 2.0×10⁴ cm⁻¹:$\tilde{\nu} = 20000 \, \text{cm}^{-1}$,在14285–25000 cm⁻¹范围内(可见光)。
- C. 5.0 cm⁻¹:对应波长 $\lambda = \frac{1}{5} = 0.2 \, \text{cm} = 2 \, \text{mm}$(微波区)。
- D. 0.1 cm⁻¹:对应波长 $\lambda = \frac{1}{0.1} = 100 \, \text{cm} = 1 \, \text{m}$(无线电波区)。
结论:只有选项 B 的波数落在可见光区范围内。