4.1 第1节　普朗克黑体辐射理论 课件《创新课堂》选择性必修三（32页ppt）

(共32张PPT)
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．知道黑体、热辐射和黑体辐射的概念。　2.了解黑体辐射的实验规律。
3．了解普朗克提出的量子假说及能量子的概念。　
课前知识梳理
PART
01
第一部分
完全吸收
反射
辐射
温度
温度
增加
波长较短
短波区
长波区
长波区
短波区
整数倍
能量子
普朗克常量
量子化
分立
判断下列说法是否正确。
(1)黑体辐射电磁波的强度按波长分布，只与黑体的温度有关。(　　)
(2)能吸收各种波长的电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。(　　)
(3)普朗克有关能量子的假说认为微观粒子的能量是分立的。(　　)
(4)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(　　)
(5)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度有关，也与材料的种类及表面状况有关。(　　)
(6)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。(　　)
×
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课堂深度探究
PART
02
第二部分
知识点一　黑体与黑体辐射
1．对黑体的理解
(1)黑体是一个理想化的物理模型。
(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。
2．一般物体与黑体
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、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 完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射
3.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。
角度1　黑体和黑体辐射的规律
(多选)(2024·广西南宁期末)下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是(　　)
A．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
B．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叫作黑体
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与它的温度、材料的种类及表面状况有关
D．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)
√
√
√
[解析]　黑体的热辐射实际上是电磁辐射，故A正确；
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叫作黑体，故B正确；
黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，故C错误；
黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度升高，可以辐射出任何频率的电磁波，故D正确。
角度2　黑体辐射的图像
【教材经典P68图像改编】如图所示的是黑体的辐射强度与其辐射波长的关系图像，下列说法正确的是(　　)

A．温度越高，黑体辐射的电磁波的波长越大
B．温度越高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
C．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况有关
D．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念
√
[解析]　温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，但黑体辐射的电磁波波长并不是越大，A、B错误；
一般物体的辐射强度除去与温度有关外，还和物体的材料及表面状态有关，但黑体的辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关，C错误；
普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念，D正确。
【教材经典P68图像改编】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(　　)
√
[解析]　黑体辐射中温度越高，辐射强度越大，而且温度升高后，辐射强度的最大值向波长短的一侧移动。
知识点二　能量子
1．普朗克的量子化假设
(1)能量子
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，例如可能是ε或2ε、3ε…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)能量子公式：ε＝hν
ν是电磁波的频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值常取为h＝6.626×10－34 J·s。
(3)能量的量子化
在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化。
2．对能量量子化的理解
(1)物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态。
(2)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化。
角度1　能量子的理解
(2024·江苏淮安期中)下列关于能量量子化说法正确的是(　　)
A．爱因斯坦最早提出了能量量子化假说
B．普朗克认为微观粒子能量是连续的
C．频率为ν的光的能量子为hν
D．电磁波波长越长，其能量子能量越大
√
[解析]　能量子假说是由普朗克最早提出来的，故A错误；
根据普朗克能量量子化假说，微观粒子能量不连续，故B错误；
√
一盏灯发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长为6.0×10－7 m，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)(　　)
A．2×1015 B．2×1016
C．2×1017 D．2×1023
√
随堂巩固落实
PART
03
第三部分
1．(黑体和黑体辐射)(2024·湖北武汉模拟预测)人们认识量子论的第一步始于对黑体辐射实验规律的解释，如图画出了T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系，下列说法正确的是(　　)

A．T1B．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
C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小
D．爱因斯坦提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律
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解析：对于黑体辐射，随着温度升高，各种波长的辐射强度均增大，但辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，因此根据图像可知T1>T2，故A、C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正确；
普朗克提出了能量子假说并根据能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律，破除了“能量是连续变化的”传统观念，故D错误。
2．(能量子)关于对能量子的认识，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ε
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．能量子与电磁波的波长成正比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
√
解析：由普朗克能量子假说可知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，故A错误，B正确；


能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误。
3．(能量子)普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了能量子理论。关于量子，下列说法正确的是(　　)
A．是一种高科技材料
B．是类似于质子、电子的微观粒子
C．表示微观世界的不连续性观念
D．是一个数量级的常量
解析：量子既不是一种高科技材料，也不是类似于质子、电子的微观粒子，亦不是一个数量级的常量，量子理论反映了微观世界的不连续性观念。
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