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

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1、第第四四章章 原子结构和波粒二象性原子结构和波粒二象性第第1 1节节 普朗克黑体辐射理论普朗克黑体辐射理论 一、热辐射1.定义：任何物体在任何温度下都会辐射电磁波的现象。(热传递的三种方式之一)(这种辐射是由物体的原子、分子受激发产生的，与温度有关，故称为热辐射)投在炉中的铁块800K1000K1200K1400K不发光暗红赤红 橘红 黄白色铁块随着温度升高：2.原因：物体分子无规则运动，辐射电磁波。3.特点：物体温度高，辐射能量本领强，电磁波的短波成份多，长波成份少。（各种波长都有）注意：激光、日光灯发光不是热辐射 二、黑体与黑体辐射1 1、黑体：、黑体：如果一个物体能够完全吸收入射的各种波

2、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：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。黑体是理想化模型3、对黑体的理解：绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替。如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个黑体。黑体看上去不是一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，例如：炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被看作黑体来处理。4、黑体辐射的特点：一般物体的辐射

3、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。5、一般物体与黑体的比较热辐射特点吸收、反射特点一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与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光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，不反射为什么要研究黑体辐射？l黑体没有反射的电磁波。l黑体辐射规律只与黑体的温度有关。l研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。三、黑体辐射的实验规律1、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)温度升高，各种波长的辐射强度都增

4、加；(3)温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能2、黑体辐射两种经典解释3、普朗克的发现 1900年10月，普朗克找到了一个数学公式，它与实验吻合得非常完美。普朗克尝试从电磁学、力学、统计物理学等物理学的基本理论出发，把这个公式推导出来。普朗克发现，如果想推导出这个公式，就必须假定：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的整数倍。维恩公式和瑞利-金斯公式，其实就是普朗克公式的特殊情况。四、能量子1.定义：普朗克认为，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 的整数倍，他把这个不可再分的最小能量值 叫作能量子

5、。3、能量的量子化：在微观世界里能量不是连续的，而是一份一份的，即是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。2、表达式：（普朗克能量子假说）超越牛顿的发现量子：不可分割的基本个体分立：不连续的比喻：电磁波就好象是机关枪发射子弹，子弹是一颗一颗向前运动的，每一颗子弹就好象是一份电磁波。黑体中振动的微粒只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量。E=n n=1,2,宏观世界中：能量可以是任意值，可以连续变化。例如：物体的重力势能，弹簧振子的弹性势能。微观世界中：微观粒子的能量只能是一个一个的特定值，不能连续变化。（能量量子）例如：物体的带电量，电子绕原子核运动的轨道半径。经典量子连续分立4、对能量子的

6、理解5、普朗克量子化理论的意义(1)破除“能量连续变化”的传统思想，是物理新思想的基石之一.(2)开创物理学新纪元，为量子力学的诞生奠定了基础.(3)标志着人类对自然规律的认识从宏观进入微观领域.1如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（B ）AT1T2B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普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律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，这个小孔就成了一个黑体。2关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是（AD ）A认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的B认为能量值是连续的C认为微观粒子的能量是量子化的、连续的D认为微观粒子的能量是分立的3.以下宏现概念中，哪些是“量子化”的（D ）A.物体的长度B.物体所受的重力C.物体的动能D.学生的个数4.红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（A ）A.红光B.橙光C.黄光D.绿光 课堂小结1.黑体：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。2.黑体辐射：黑体向外辐射的电磁波（热辐射），只与温度有关。3.叫能量子,能量是量子化的,只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。=hh：普朗克常量，h=6.62610-34Js：电磁波的频率