第四章 1 普朗克黑体辐射理论-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（人教版） 

第四章　原子结构和波粒二象性 1　普朗克黑体辐射理论 [定位·学习目标] 1.知道黑体与黑体辐射,知道黑体辐射的实验规律及理论解释。 2.了解能量子假说,领会科学解释中的科学假说方法。 3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点,体会能量量子化的提出对人们认识物质世界的影响。 探究·必备知识 知识点一　黑体与黑体辐射 1.黑体 某种物体能够 入射的各种波长的电磁波而不发生 ,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。 2.黑体辐射 (1)定义:黑体虽然不反射电磁波,却可以 电磁波,这样的辐射叫作黑体辐射。 (2)特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关。 完全吸收 反射 向外辐射 温度 (3)一般辐射与黑体辐射的区别。 一般辐射:与 、 、 有关。 黑体辐射:只与 有关。 温度 材料 表面状况 温度 一座建设中的楼房还没安装窗子,尽管室内已经粉刷。请思考: (1)如果从远处看窗内,你会发现什么?为什么? 答案:(1)从远处观察窗口近似黑色。原因是射入窗口的光线在室内墙面会发生多次反射和吸收,大部分光线被吸收掉,最后从窗口射出的光线很少。 (2)黑体一定是黑色的吗? 答案:(2)不一定。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。 知识点二　黑体辐射的实验规律 1.黑体实验规律 随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有 ,另一方面,辐射强度的极大值向波长 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 和 的知识寻求黑体辐射的理论解释。 (2)维恩公式:在 与实验非常接近,在 则与实验偏离很大。 (3)瑞利公式:在 与实验基本一致,但在 与实验严重不符。 增加 较短 热力学 电磁学 短波区 长波区 长波区 短波区 知识点三　能量子 1.定义 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 。例如,可能是ε或2ε、3ε……把这个不可再分的最小能量值ε叫作 。 2.能量子大小 ε= ,其中ν是电磁波的频率,h称为 常量。h=6.626×10-34 J·s (一般取h=6.63×10-34 J·s)。 3.能量的量子化 在微观世界中能量是 的,或者说微观粒子的能量是 的。 整数倍 能量子 hν 普朗克 量子化 分立 某激光器能发射频率为ν的激光,那么激光能量子的能量可以取任意值吗?是连续的还是一份一份的?设普朗克常量为h,那么每个激光能量子的能量是多少?如果激光发射功率为P,那么每秒钟发射多少个能量子? 突破·关键能力 要点一　对黑体和黑体辐射的理解 探究:很多地方用红外热像仪监测人的体温,只要被测者从仪器前走过,便可获取他的体温。你知道为什么吗? 答案:根据热辐射规律可知,人的体温的高低,直接决定了人辐射的红外线的频率和强度。因此通过监测被测者辐射的红外线的情况就能知道这个人的体温。 1.对黑体的理解 (1)黑体是一个理想化的物理模型,绝对的黑体实际上是不存在的。 (2)黑体看上去不一定是黑的,有些可看作黑体的物体由于自身有较强的辐射,看起来还会很明亮,如炼钢炉口上的小孔。 2.一般物体与黑体的比较 项目 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、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 完全吸收各种入射的电磁波,不反射 3.黑体辐射的实验规律 (1)黑体辐射实验规律的图像。 (2)观察图像得到黑体辐射的规律。 ①温度一定时,黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。 ②随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加;辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 [例1] 关于对黑体的认识,下列说法正确的是(　 　) A.黑体只吸收电磁波,不反射也不辐射电磁波 B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,与材料的种类及表面状况无关 D.因不反射电磁波,黑体看上去是黑色的 C 解析:黑体虽不反射电磁波,但自身辐射电磁波,不一定是黑色的,故选项A、D错误;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,故选项B错误,C正确。 [即时训练1] 如图所示为t1、t2温度时的黑体辐射强度与波长的关系,则两温度的关系为(　 　) A.t1=t2 B.t1>t2 C.t1<t2