第4章 1 普朗克黑体辐射理论（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（人教版2019）

1　普朗克黑体辐射理论 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 学习目标要求 核心素养和关键能力 了解黑体辐射和能量子的概念。 核心素养 (1)知道黑体和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律。 (2)知道能量子的概念、表达式以及普朗克常量，了解微观粒子的能量量子化。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 一 黑体与黑体辐射　黑体辐射的实验规律 1．黑体：能够 入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 2．黑体辐射：黑体不反射电磁波，却可以 电磁波。 完全吸收 向外辐射 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 3．黑体辐射的实验规律 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关，如图所示。 温度 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都 ； (2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较 的方向移动。 增加 短 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 二 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 ，这个不可再分的最小能量值ε叫作 。 2．能量子的表达式：ε＝hν，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，微观粒子的能量是 的，或者说微观粒子的能量是 的。 整数倍 能量子 普朗克 量子化 分立 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 自主评价——————————————————— 1．判断正误 (1)黑体能够完全吸收各种电磁波，但不辐射电磁波。( ) (2)黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关。( ) (3)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( ) (4)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( ) × √ √ √ 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．情景思考 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，便可知道他的体温是多少。你知道其中的道理吗？ 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 提示：根据热辐射规律可知，人的体温的高低，直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度。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。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 对黑体和黑体辐射的认识 　黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况，但如果做一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，如图所示。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (1)为什么小孔能够模拟黑体？ 提示：(1)从外面射来的电磁波，经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，所以小孔能够模拟黑体。 (2)黑体能否向外辐射电磁波？ 提示：(2)黑体能够向外辐射电磁波。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 1．黑体不一定是黑的，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，如炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当作黑体来处理。 2．黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射强度只与温度有关。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 3．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点 热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。 热辐射特点 吸收、反射的特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、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的波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强弱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 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 “测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示