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全书word（人教版）

品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城 燃身边的互联网+数轴专家 b。1xxkcOm 一第四章│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 @探究新知 1.黑体 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。 2.黑体辐射 (1)定义：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)特点：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。 (3)一般辐射与黑体辐射的区别。 一般辐射：与温度、材料、表面状况有关。 黑体辐射：只与温度有关。 ⑩想想议议 ________独家授权侵权必究_ 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内己经粉刷。请思考： (1)如果从远处看窗内，你会发现什么？为什么？ (②)黑体一定是黑色的吗？ 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)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 ②探究新知 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。 知识点三能量子 ②探究新知 ·独家授权侵权必究· 学科网书城圆 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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的整 数倍。例如，可能是e或2e、3ε…把这个不可再分的最小能量值 e叫作能量子。 2.能量子大小 e=hv,其中v是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h=6.626×1034J ·s(一般取h=6.63×1034J·s)。 3.能量的量子化 在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。 ②想想议议 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，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？ 答案：不能取任意值：能量子的能量不是连续的，而是一份一份的： ehv:个数n些品 突破·关键能力 要点一对黑体和黑体辐射的理解 ②情境探究 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？ ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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。 要点归纳 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 热辐射特点 吸收、反射特点 目 般 辐射电磁波的情况与温度、材 既吸收又反射，其能力与材料的 物 料的种类及表面状况有关 种类及入射波长等因素有关 体 黑 辐射电磁波的强度按波长的 完全吸收各种入射的电磁波，不 体 分布只与黑体的温度有关 反射 3.黑体辐射的实验规律 (1)黑体辐射实验规律的图像。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 700K 1500K 1300K 1100K 0 (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。 )典例研习 [例1]关于对黑体的认识，下列说法正确的是(C) 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