【物理】普朗克黑体辐射理论 2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

第第1 1节节 普朗克黑体辐射理论普朗克黑体辐射理论第四章第四章 原子结构和波粒二象性原子结构和波粒二象性量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的“原子围栏”。那么，人们认识量子规律的第一步是怎样迈出的？新知学习学习目标学习目标课堂总结1.了解黑体及黑体辐射的概念。2.了解黑体辐射的实验规律。3.知道能量子概念,能说出普朗克提出的能量子假说内容。4.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点新知学习新知学习学习目标课堂总结知识点一：黑体与黑体辐射知识点一：黑体与黑体辐射1.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绝对黑体，简称黑体黑体。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。2.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。新知学习新知学习学习目标课堂总结1.关于黑体，下列说法中正确的是（）A.黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑色的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，最终不能从空腔射出，这个带小孔的空腔就可以近似为一个黑体练一练练一练CD新知学习新知学习学习目标课堂总结知识点二知识点二：黑体辐射的实验规律黑体辐射的实验规律实验：改变黑体温度，利用分光技术和热电偶等设备测量黑体辐射的电磁波的分布情况。新知学习新知学习学习目标课堂总结1.测量黑体辐射的实验原理图测量黑体辐射的实验原理图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。平行光管平行光管三棱镜三棱镜T T空腔空腔新知学习新知学习学习目标课堂总结2.辐射强度按波长分布与温度的关系辐射强度按波长分布与温度的关系特点：随温度的升高各种波长的辐射强度都在增加；辐射强度的最大值向短波方向移动。新知学习新知学习学习目标课堂总结3.经典物理学所遇到的困难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，短波荒唐瑞利 金斯线维恩线新知学习新知学习学习目标课堂总结瑞利 金斯线维恩线普朗克公式：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。4.超越牛顿的发现超越牛顿的发现新知学习新知学习学习目标课堂总结紫外灾难影响：1900年的4月27日，开尔文在英国的皇家研究所举行了一个报告会。他说动力学理论断言，热和光都是运动的方式。但现在这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽，显得黯然失色了，其中的一朵乌云便指的是黑体辐射问题(另一朵指的是以太漂移实验)。黑体辐射所展现出的问题，最终导致了量子论革命的爆发。这也是二十世纪，物理学跳跃式的进步。新知学习新知学习学习目标课堂总结1.许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，如为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们以黑体作为热辐射研究的标准物体。黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（）A.随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B.随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C.随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动练一练练一练ACD新知学习新知学习学习目标课堂总结2.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是（）AT1T2BT1T2C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长方向移动A新知学习新知学习学习目标课堂总结知识点知识点三：三：能量子能量子5.宏观能量：连续的 微观能量：不连续、分立、量子化的。新知学习新知学习学习目标课堂总结普普朗朗克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新知学习新知学习学习目标课堂总结Planck 抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，提出了能量子、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。1918年他荣获诺贝尔物理学奖。死后他的墓碑上只刻着他的姓名和 h=6.62610 34 Js 新知学习新知学习学习目标课堂总结1.2017年，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=109 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲。“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.61034 Js，真空中光速c=3108 m/s）（）A.1021 JB.1018 JC.1015 JD.1012 J练一练练一练B新知学习课堂总结课堂总结学习目标普朗克黑体辐射理论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=能量量子化的意义