人教版高中物理选择性必修第3册 第四章 原子结构和波粒二象性 1.普朗克黑体辐射理论.pptVIP

1.普朗克黑体辐射理论第四章

内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习

学习目标1.了解黑体及黑体辐射的概念。(物理观念)2.了解黑体辐射的实验规律。(物理观念)3.知道能量子概念,能说出普朗克提出的能量子假说内容。(物理观念)4.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点。(物理观念)

思维导图

课前篇自主预习

必备知识一、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)黑体辐射特点: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.黑体辐射的实验规律(1)随着温度的升高,各种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。黑体辐射的实验规律

4.黑体辐射的理论解释(1)维恩和瑞利建立理论的基础:依据热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。(4)普朗克引入能量子概念,得出同全部实验相符的黑体辐射公式。

二、能量子1.定义:普朗克认为,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,当带电微粒辐射或吸收能量时,也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的,这个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=6.626×10-34J·s(一般取h=6.63×10-34J·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。

自我检测1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。(1)黑体一定是黑色的物体。()答案×解析黑体自身能辐射电磁波,因此黑体看起来不一定是黑色的物体。(2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。()答案√(3)温度越高,黑体辐射电磁波的强度越大。()答案√

(4)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。()答案√(5)能量子的能量不是任意的,其大小与电磁波的频率成正比。()答案√(6)能量子是可以再分的。()答案×解析能量子是不可再分的最小能量单元值。(7)光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的。()答案×解析能量量子化是微观粒子能量的特征,宏观物体的能量是连续的。

2.(多选)以下宏观概念中,哪些是“量子化”的()A.物体的带电荷量 B.物体的质量C.物体的动量 D.学生的个数答案AD解析“量子化”是不连续的,是一份一份的,故选AD。

3.关于黑体及黑体辐射,下列说法正确的是()A.黑体是真实存在的B.普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学的新纪元C.随着温度升高,黑体辐射的各波长的强度有些会增强,有些会减弱D.黑体辐射无任何实验依据答案B解析黑体并不是真实存在的,A错误;普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学的新纪元,故B正确;随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故C错误;黑体辐射是有实验依据的,故D错误。

课堂篇探究学习

探究一黑体与黑体辐射情境探究1.煤烟很接近黑体,其吸收率为99%,即投射到煤烟的辐射能量几乎全部被吸收,把一定量的煤烟置于阳光下照射,它的温度是否一直在上升?要点提示不会,因为随着能量不断吸收,还伴随着能量的辐射,最终将趋于平衡。

2.在抗击新冠肺炎疫情期间,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。你知道其中的道理吗?要点提示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知道这个人的体温。

知识归纳1.对黑体和黑体辐射的理解(1)对黑体的理解:绝对的黑体实际上是不存在的,但可以用某装置近似地代替。如图所示,如果在一个空腔壁上开一个小孔,那么射入小孔的电磁波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,这个小孔就近似为一个绝对黑体。

(2)对黑体辐射的理解:一般物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领。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。(3)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有关,与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

(4)现实生活中