第4章 1 普朗克黑体辐射理论(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

1　普朗克黑体辐射理论

[学业要求]

1．知道黑体和黑体辐射，了解黑体辐射的实验规律。

2．了解普朗克能量子的内容，领会这一科学突破过程中科学家的思想。

一、黑体与黑体辐射

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。

二、黑体辐射的实验规律

1．随着温度的升高，同波长的辐射强度都__增加__。

2．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长__较短__的方向移动。

三、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__整数倍__，他把不可再分的最小能量值ε叫作__能量子__。

2．能量子大小

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＝6.63×10－34 J·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。

1．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．黑体一定是黑色的物体

B．能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体

C．温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大

D．黑体是一种客观存在的物质

答案　BC

2．关于黑体与黑体辐射，下列说法错误的是(　　)

A．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射

B．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

C．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍

解析　能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故A正确；黑体辐射随着波长越短、温度越高则辐射越强，所以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B错误；黑体辐射随着波长越短、温度越高辐射越强，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确；普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍，故D正确。

答案　B

探究点一　黑体辐射的规律

1．一般物体与黑体的比较

2．黑体辐射的实验规律

(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

①各种波长的辐射强度都有增加；

②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。如图所示。

　关于黑体辐射的强度与波长的关系，图中正确的是(　　)

[思路点拨]　正确理解黑体辐射的实验规律是解题关键。

[解析]　根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误；另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。

[答案]　B

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，不反射电磁波，看上去是黑的

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．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体

解析　黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A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B错误，C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误。

答案　C

探究点二　能量子