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第四章 原子结构和波粒二象性
课时4.1 普朗克黑体辐射理论
1.了解黑体与黑体辐射的概念。
2.了解黑体辐射的实验规律及黑体辐射电磁波的强度随波长的分布曲线。
3.了解普朗克提出的能量子的概念。
一、能量量子化
1.黑体辐射
(1)随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
(2)维恩和瑞利的理论解释
①建立理论的基础:依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。
②维恩公式:在短波区与实验非常接近,在长波区则与实验偏离很大。
③瑞利公式:在长波区与实验基本一致,但在短波区与实验严重不符,由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”。
2.能量子
(1)普朗克的假设
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。即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
(2)能量子公式
ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量。
h=6.626×10-34 J·s。(一般取h=6.63×10-34J·s)
(3)能量的量子化
微观粒子的能量是量子化的,或者说微观粒子的能量是分立的。这种现象叫能量的量子化。
说明:黑体辐射的电磁波强度按波长的分布只跟黑体温度有关。
1.关于黑体与黑体辐射,下列说法正确的是( )
A.一般物体辐射电磁波的情况与温度无关,只与材料的种类及表面情况有关
B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,所以看起来是黑色的
C.随着温度的升高,黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加
D.黑体辐射随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
2.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔,小孔可看作黑体,由小孔的热辐射特性,就可以确定炉内的温度。如图所示,就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是( )
A.T1<T2
B.在同一温度下,波长越短的电磁波,辐射强度越大
C.随着温度的升高,黑体的辐射强度都有所降低
D.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
3.关于电磁振荡与电磁波,下列说法正确的是( )
A.雷达的最大侦察距离等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播的距离
B.黑体可以吸收一切光,普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说,黑体的热辐射实质上是电磁辐射
C.红外线有很