沪教版高中物理选修3-5 2.1拨开黑体辐射的疑云_学案1
文档属性
| 名称 | 沪教版高中物理选修3-5 2.1拨开黑体辐射的疑云_学案1 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 28.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-20 07:34:05 | ||
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文档简介
恒口高中2013-2014高二物理学案 乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海
拨开黑体辐射的疑云
学习目标 1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系3．了解能量子的概念
学习重点 能量子的概念。
学习难点 黑体辐射的实验规律。
学习过程
自主学习 一、第二朵“乌云”—“紫外灾难”著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”但开尔文还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了 ，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了 。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。1．热辐射定义： ，这种辐射与物体的________有关。2．热辐射的特点 ①任何物体 温度均存在热辐射，②热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。温度越高辐射的能量越 ，辐射中的 成分也越多；温度越低辐射的能量越 ，辐射中的 成分也越多。3．黑体①定义： 。 ②黑体辐射： 叫黑体辐射。黑体辐射状况只与 有关。4．黑体辐射的实验规律说明：（1）黑体是个 的模型。例：开孔的空腔，远处的窗口等可近似看作黑体。（2）对于黑体，在 下的辐射规律是相同的。 ②辐射强度： ，称为辐射强度。 公式只适用于长波段， 而在紫外区与实验不符 ---- 紫外灾难 黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云。二、普朗克能量量子化假说5．能量子——普朗克的大胆假说。①辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不像经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε， 2ε， 3ε， 。。。 nε。 n为正整数，称为 。②对于频率为ν的能量子最小能量：ε= h=6．62610-34焦耳。----普朗克常数 ③振子只能一份一份地按 方式辐射或吸收能量 普朗克在1900年底提出设想，黑体的空腔壁是由大量 组成的，其能量E只能是某一最小能量值______的整数倍。这个不可再分的最小能量值叫做________，E＝________，ν是电磁波的频率，h是一个常量，后被称为普朗克常量。其值为h＝________ J·s。6．在微观世界能量 这种现象叫做能量量子化。
达标检测 1．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．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波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3．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有( )A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 C．黑体热辐射的强度与波长无关 D．黑体辐射无任何实验4．以下宏观概念，哪些是“量子化”的 ( )A．木棒的长度 B．物体的质量 C．物体的动量 D．学生的个数5．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光6．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18J，已知可见光的平均波长约为60μm，普朗克常量为6．63 x10—34J·s，则进人人眼的光子数至少为 ( )A．1个 B．3个 C．30个 D．300个7．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )A．微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波B．微波和声波一样都只能在介质中传播C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说8．对应于3.4×l0—l9J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？ 9．氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为多少个？10．二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×10－3—1.6×10－3 m，相应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子无规则运动运动_______ 。(已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×108 m/s。结果取两位数字)
能量
量子
经典
拨开黑体辐射的疑云
学习目标 1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系3．了解能量子的概念
学习重点 能量子的概念。
学习难点 黑体辐射的实验规律。
学习过程
自主学习 一、第二朵“乌云”—“紫外灾难”著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”但开尔文还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了 ，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了 。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。1．热辐射定义： ，这种辐射与物体的________有关。2．热辐射的特点 ①任何物体 温度均存在热辐射，②热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。温度越高辐射的能量越 ，辐射中的 成分也越多；温度越低辐射的能量越 ，辐射中的 成分也越多。3．黑体①定义： 。 ②黑体辐射： 叫黑体辐射。黑体辐射状况只与 有关。4．黑体辐射的实验规律说明：（1）黑体是个 的模型。例：开孔的空腔，远处的窗口等可近似看作黑体。（2）对于黑体，在 下的辐射规律是相同的。 ②辐射强度： ，称为辐射强度。 公式只适用于长波段， 而在紫外区与实验不符 ---- 紫外灾难 黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云。二、普朗克能量量子化假说5．能量子——普朗克的大胆假说。①辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不像经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε， 2ε， 3ε， 。。。 nε。 n为正整数，称为 。②对于频率为ν的能量子最小能量：ε= h=6．62610-34焦耳。----普朗克常数 ③振子只能一份一份地按 方式辐射或吸收能量 普朗克在1900年底提出设想，黑体的空腔壁是由大量 组成的，其能量E只能是某一最小能量值______的整数倍。这个不可再分的最小能量值叫做________，E＝________，ν是电磁波的频率，h是一个常量，后被称为普朗克常量。其值为h＝________ J·s。6．在微观世界能量 这种现象叫做能量量子化。
达标检测 1．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．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波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3．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有( )A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 C．黑体热辐射的强度与波长无关 D．黑体辐射无任何实验4．以下宏观概念，哪些是“量子化”的 ( )A．木棒的长度 B．物体的质量 C．物体的动量 D．学生的个数5．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光6．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18J，已知可见光的平均波长约为60μm，普朗克常量为6．63 x10—34J·s，则进人人眼的光子数至少为 ( )A．1个 B．3个 C．30个 D．300个7．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )A．微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波B．微波和声波一样都只能在介质中传播C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说8．对应于3.4×l0—l9J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？ 9．氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为多少个？10．二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×10－3—1.6×10－3 m，相应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子无规则运动运动_______ 。(已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×108 m/s。结果取两位数字)
能量
量子
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