第四章 1 1.普朗克黑体辐射理论-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

1．普朗克黑体辐射理论 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.理解黑体与黑体辐射 2.普朗克的假设 1.知道黑体与黑体辐射，掌握黑体辐射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.利用能量子公式计算量子化的能量，构建量子化模型 1.物理观念：掌握热辐射、黑体、能量子的定义，理解微观粒子的能量是不连续的 2.科学思维：根据黑体辐射实验规律，分析黑体辐射强度与波长的关系 3.科学态度与责任：由黑体辐射实验结论与光的电磁理论的矛盾，体会能量量子化，领悟物理学家在探索过程中的思想 知识点一　 黑体与黑体辐射　 黑体辐射的实验规律 如图所示，在空腔壁上开一个很小的孔，我们用光照射小孔，但是我们看到小孔是黑的。请思考： (1)你能否解释小孔为什么是黑的？ (2)这个带小孔的空腔我们可以称之什么？ 提示：(1)如图所示，射入小孔的光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，故我们看到小孔是黑的。 (2)这个带小孔的空腔就可以近似为一个绝对黑体。 1．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体就是绝对黑体，简称黑体。 2．黑体辐射：黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波。 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温度有关，温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。如图所示。 (1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加。 (2)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。 【判断正误】 1．黑体就是黑色的物体。(×) 2．黑体能够完全吸收各种电磁波，所以不辐射电磁波。(×) 3．温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。(√) 1．对黑体的理解 (1)黑体是一个理想化的物理模型。 学生用书↓第82页 (2)黑体看上去不一定是黑的，有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮。 2．黑体与一般物体的比较 比较 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 完全吸收各种入射电磁波，不反射 (多选)如图为关于黑体辐射的图像，下列判断正确的是(　　 ) A．T1<T2<T3<T4 B．T1>T2>T3>T4 C．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度 D．测量某黑体辐射的任一波长的光的辐射强度可以得知其温度 BC　[因随着温度的升高，黑体辐射强度增强，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以T1>T2>T3>T4，故A错误，B正确；测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度，而不同温度的黑体可以辐射出相同波长的电磁波，故C正确，D错误。] 针对练1.对黑体的认识，下列说法正确的是(　　 ) A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波 B．黑体是黑色的且其自身辐射电磁波 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关，还与材料的种类及其表面状况有关 D．黑体是一种理想化模型，实际物体没有绝对黑体 D　[黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外辐射电磁波，黑体不一定是黑色的，A、B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，与材料的种类及其表面状况无关，C错误；任何物体都会反射电磁波，只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一种理想化的模型，D正确。] 针对练2.下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是(　　 ) A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的强度与温度无关 C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 B　[一切物体都在辐射电磁波，A正确；实际物体辐射电磁波的情况与温度、表面状况、材料的种类都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型，B错误；黑体辐射强度的极大值随温度的升高向波长较短的方向移动，C正确；能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体称为黑体，D正确。] 针对练3.(多选)如图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．T1<T2 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 AD　[不同温度的物体向外辐射的电磁波的强度是不相同的，温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以T1>T2，故A、D正确，B错误；随着温度的升高，黑体的辐射强度都会增加，C错误。]　　　 知识点二　能量子 在宏观世界里，物体的位置、速度等运动规律，都可以通过牛顿力学精确地测算，物体的能量是连续变化