人教版高中物理选择性必修第三册第四章原子结构和波粒二象性第1节普朗克黑体辐射理论课件（21页PPT）

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第四章　原子结构和波粒二象性
第1节　普朗克黑体辐射理论
1.了解黑体和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律。
2.了解能量子的概念，了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
学习任务一　黑体辐射及其实验规律
完全吸收　
反
射　
绝对黑体　
反射　
辐射　
温
度　
3. 黑体辐射的实验规律
如图所示为黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，从图中可以看出：
（1）随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有 。
（2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长 的方向移动。
（3）温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。
增加　
较短　
如图为阳光下的人造鸟窝。
（1）观察鸟窝内的亮度和鸟窝外的亮度，你发现什么？为什么？
（1）现象：从远处观察，鸟窝内的亮度较暗。
原因：从外界射来的光线，进入鸟窝后，大部分要在鸟窝内经过多次反射， 才有机会射出，在多次反射的过程中，大部分光线被吸收掉了，所以从鸟窝 射出的光线较少。
（2）如果入射进来的光线全部被吸收掉，不发生反射，我们看到的鸟窝内 将是什么情况？
（2）现象：将看不到鸟窝内的任何物体。
BD
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只与温度有关，与材料的种类及表面 状况无关
C. 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
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，这个带小孔的空腔就成了一个黑体
解析：黑体能完全吸收入射的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，但 黑体不一定是黑色的，故A错误。黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与 温度有关，与材料种类及表面状况无关，故C错误，B正确。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， 最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，因此这个带小孔的空腔 成了一个黑体，故D正确。
D
A. T1＜T2
B. 在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大
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方向移动
解析：不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不同的，温度越高， 向外辐射的能量中，波长短的波越多，所以T1＞T2，故A错误；由图像可 知，同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的， 而是处在最大与最小波长之间，故B错误；由图像可知，黑体的辐射强度随 着温度的升高而增大，故C错误；由图像可知，随着温度的升高，相同波长 的辐射强度都会增大，同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向 移动，故D正确。
学习任务二　能量子
1. 定义：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 叫作能量子。
2. 表达式：ε＝ 。其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐 射电磁波的频率。h称为 ，h＝6.626 070 15×10－34 J·s。
3. 能量的量子化：微观粒子的能量是 的，或者说微观粒子的能量 是 的。
整数倍　
最小能量值ε　
hν　
普朗克常量　
量子化　
分立　
在一杯开水中放入一支温度计，开水静置在室内，可以看到开水的温度是逐 渐降低的。既然从微观的角度来看开水的能量是一份一份向外辐射的，为什 么它的温度不是一段一段地降低呢？
能量子的值非常小，在宏观世界里，一般观测不到能量子的效应，可认为能 量是连续的，所以开水的温度是逐渐降低的；但在研究微观粒子时必须考虑 能量的量子化。
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最小能量值，称为“能量子”
C. 能量子假说中的能量子的能量ε＝hν，ν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
解析：能量子假说认为，物体发射（或吸收）能量时，不是连续的，而是一 份一份进行的，每一份最小能量值，称为“能量子”，能量子的能量ε＝hν， ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，A、B、C正确。
D. 以上均不正确
A
A. J/s B. kg·m2/s C. kg·m/s2 D. eV
B
A. 温度越高，辐射电磁波的波长越短
B. 温度越低，辐射电磁波的波长越长
C. 同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强
D. 辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同
CD
解析：无论温度高低，黑体都会产生各种波长的电磁波，故A、B错误；同一 波长的辐射强度随着温度的升高而增强，故C正确；辐射强度按波长的分布 情况随物体的温度不同而有所不同，故D正确。
A. 4∶5　4∶5 B. 5∶4　5∶4
C. 5∶4　4∶5 D. 4∶5　5∶4
C
4. 纳米技术现在已经广泛应用到社会的生产、生活之中。将激光束的宽度聚 焦到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官。糖尿病引起视网膜病 变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚焦到纳米级的激光束进行治 疗，90％的患者都可以避免失明的严重后果。一台功率为10 W的氩激光器， 能发出波长λ＝500 nm的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要 2×10－3 J的能量，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，求：
（1）每次“点焊”视网膜的时间；
（1）2×10－4 s

（2）在一次“点焊”的时间内发出的激光光子的数量。
（2）5×1015个