物理人教版（2019）选择性必修第三册4.1普朗克黑体辐射理论 课件（共19张PPT）

(共19张PPT)
4.1
普朗克黑体辐射理论
fuxi
新课导入
【问题一】一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看窗内，你会发现什么？为什么？
向远处观察打开的窗子近似黑色
1. 知道黑体与黑体辐射，了解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。
fuxi
学习目标
fuxi
新知探究
一、黑体与黑体辐射
1.热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波．这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射．
物体热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强．
任何温度的物体都能发出一定的热辐射
fuxi
新知探究
一、黑体与黑体辐射
2.黑体：如果一个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。
太阳，白炽灯灯丝近似当做黑体
带小孔的空腔
【问题二】那怎么样才能得到一个黑体啊？
fuxi
新知探究
一、黑体与黑体辐射
注意：（1）黑体是个理想化的模型。
（2）一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，
但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：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。
【问题三】黑体辐射具有怎样的规律呢？
fuxi
典型例题
【例题1】(多选)下列叙述正确的是(　　)
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
AD
fuxi
典型例题
【例题2】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
C
二、黑体辐射的实验规律
加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。
1. 测量黑体辐射的实验原理图
黑体（小孔表面）
T
集光透镜
平行光管
分光元件
会聚透镜及探头
电炉（控制温度）
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新知探究
二、黑体辐射的实验规律
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新知探究
2. 辐射强度按波长分布与温度的关系
（2）特点：
（1）辐射强度：单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能，称为辐射强度。
随温度的升高：
① 各种波长的辐射强度都在增加；
② 辐射强度的最大值向短波方向移动。
二、黑体辐射的实验规律
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新知探究
（1）经典物理学所遇到的困难
①维恩的经验公式：
短波符合；长波不符合。
②瑞利 ─ 金斯公式：
长波符合；短波不符合。
瑞利─金斯线
维恩线
3. 黑体辐射的理论解释
二、黑体辐射的实验规律
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新知探究
3. 黑体辐射的理论解释
瑞利─金斯线
维恩线
1900年10月19日，普朗克在德国物理学会会议上提出黑体辐射公式。
普朗克找到了一个数学公式，它与实验吻合得非常完美。
维恩公式和瑞利——金斯公式，其实就是普朗克公式的特殊情况。
——黑体辐射公式
（2）普朗克的解释
fuxi
典型例题
【例题3】(多选)下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是（ ）
A.黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射
B.黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波(包括可见光和不可见光)
C.黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释
D.黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释
ABD
fuxi
典型例题
【例题4】下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是（ ）
A
fuxi
新知探究
普朗克能量子假说
1. 组成黑体的振动的带电微粒，它们的能量是某一最小能量的整数倍：
5. 宏观能量：连续的
微观能量：不连续、分立、量子化的。
— 普朗克常量
三、能量子
2. 叫能量子，简称量子， 为量子数，它只取正整数 — 能量量子化。
3. 带电微粒辐射或吸收能量时，只能是以这个最小能量为单位一份一份的。
4. 最小能量为：
ν：电磁波的频率
fuxi
新知探究
拓展
普朗克
牛顿以来物理学最伟大的发现之一
跨出了真正说明物质世界量子性的第一步
fuxi
典型例题
【例题5】(多选)1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（ ）
A.物质发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的
B.能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子”
C.能量子假说中的能量子的能量，为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量
D.能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的
ABC
fuxi
典型例题
【例题6】（多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（ ）
A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值
B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C.能量子与电磁波的频率成正比
D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
BC
普朗克黑体辐射理论
fuxi
课堂小结
黑体与黑体辐射
黑体辐射的实验规律
能量子
黑体辐射的特点
维恩的经验公式：
短波符合，长波不符合
瑞利 ─ 金斯公式：
长波符合，短波荒唐
普朗克公式