第四章 1 普朗克黑体辐射理论（课件）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第三册17张PPT

第四章 原子结构与波粒二象性
1　普朗克黑体辐射理论
选修第三册 人教版
学习目标
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．
2
了解黑体和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律.
1
知识梳理
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．
(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．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．
4．一般物体与黑体的比较
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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
完全吸收各种入射电磁波，不反射
5.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1所示．
图1
二、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有增加．
2．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．
三、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)能量子表达式：ε＝hν
ν是带电微粒的振动频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h＝6.626 070 15×10－34 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．能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．
3．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．
例题
1.（2019高二下·宜昌期中）普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，下列关于描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体符合实验规律的是（?? ）
A
B
C
D
参考答案
【答案】 D
【考点】玻尔原子理论
【解析】【解答】黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，AC不符合题意。黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，B不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
例题
2.（2019高二下·辽阳期中）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（?? ）
A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C. 图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
A.?图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
B.?图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C.?图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D.?图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
【答案】 B
【考点】光电效应，玻尔原子理论
【解析】【解答】A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应，A不符合题意；
B、玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，B符合题意；
参考答案
C、卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，C不符合题意；
D、根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，D不符合题意；
故答案为：B。
谢谢聆听