4.1普朗克黑体辐射理论课件-2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第四章 原子结构波粒二象性 人教物理选择性必修3 普朗克黑体辐射理论 1 从远处看,窗内的亮度与楼房外墙的亮度相比,你会发现什么?为什么? 思考与讨论 知识点 黑体与黑体辐射 (1)热辐射 我们周围的一切物体都在吸收和辐射电磁波.这种辐射与物体的温度有关,所以叫做热辐射. 物体热辐射中随温度的升高,辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强. 1 新知探究 热辐射一定在高温下才能发生吗? 热辐射不一定需要高温,任何温度的物体都能发出一定的热辐射,如任何物体都在不停地向外辐射红外线,这就是一种热辐射,即使是冰块,也在向外辐射红外线,只是温度低时辐射弱,温度高时辐射强. 名师指点 热辐射一定在高温下才能发生吗? 热辐射不一定需要高温,任何温度的物体都能发出一定的热辐射,如任何物体都在不停地向外辐射红外线,这就是一种热辐射,即使是冰块,也在向外辐射红外线,只是温度低时辐射弱,温度高时辐射强. 名师指点 知识点 黑体与黑体辐射 (2)黑体:如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,透射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。 1 新知探究 对黑体的理解 绝对的黑体实际上是不存在的,但可以用某装置近似地代替。如图所示,如果在一个空腔壁上开一个小孔,那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,这个小孔就成了一个绝对黑体。 名师指点 黑体不存在,为什么还研究黑体? 黑体是一个理想化的物理模型.通过建立这样一个模型,会给研究带来方便. 名师指点 知识点 黑体与黑体辐射 (3)黑体辐射:黑体虽然不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波(可以把吸收的电磁波转化成自身的热辐射),这样的辐射叫黑体辐射。黑体自身可以辐射电磁波 看上去不一定是黑的。 1 新知探究 黑体是指黑颜色的物体吗? 黑体看上去不是一定是黑的,只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的;有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射,看起来还会很明亮,例如:炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被看作黑体来处理。任何靠自身热辐射物体,都可以看成黑体 名师指点 1.黑体 1)定义: 如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。 一 黑体与黑体辐射 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。 黑体虽然不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波,这样的辐射叫作黑体辐射。 2)黑体辐射: 3)黑体辐射的特点: 一般物体与黑体的比较 名师指点 热辐射特点 吸收、反射特点 一般 物体 辐射电磁波的情况与温度有关,与材料的种类及表面状况有关 既吸收,又反射,其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 完全吸收各种入射电磁波,不反射 黑体辐射的实验规律 随温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加. 1. 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动. 2. 二 黑体辐射的实验规律 三 能量子 1.定义: 普朗克认为,组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍,他把这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 2.表达式 ν—电磁波的频率 h—普朗克常量h=6.626×10-34J·s 3.能量的量子化: 在微观世界里能量不是连续的,而是一份一份的,即是量子化的,或者说微观粒子的能量是分立的。 微观物理学中 4.普朗克量子化理论的意义 1)破除“能量连续变化”的传统思想,是物理新思想的基石之一. 2) 开创物理学新纪元,为量子力学的诞生奠定了基础. 3) 标志着人类对自然规律的认识从宏观进入微观领域. 课堂练习 1.以下宏观概念中,哪些是“量子化”的( ) A.物体的长度 B.物体所受到的重力 C.物体的动能 D.人的个数 2.在一杯开水中放入一支温度计,开水静置室内,可以看到开水的温度是逐渐降低的.既然从微观的角度开看开水的能量时一份一份向外辐射的,为什么它的温度不是一段一段地降低呢? 开水向外辐射的每一份能量很小,而水降低1℃释放的能量很大,由于温度计精确度不够,所以观察的到的温度计温度不是一段一段地降低. D y x λ T 3.光是一种电磁波,可见光的波长的大致范围400~760nm. 400nm、700nm电磁波辐射的能量子ɛ的值是多少? (1nm=10-9m) 解:因为光速为c,所以 v λ=400nm时, λ=760nm时, 4.红、橙、黄、绿四种单色光,能量最小的是 ( ) A.红光 B.橙光 C.黄光 D.绿光 5.关于黑体、黑体辐射的叙述,正确的是 ( ) A.黑体就是看上去是黑色的物体 B.看起来明亮的物体,有时也可以当作黑体 C.只有温度高的物体才发生热辐射 D.一切物体都能发生热辐射 A BD 2.关于对黑体的认识,下列说法正