人教版 (2019)选择性必修 第三册1 普朗克黑体辐射理论课堂教学ppt课件

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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。
一、黑体与黑体辐射1.黑体(1)定义: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。
2.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增加。(2)随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动。
(3)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础:依据热学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。②维恩公式:在短波区与实验非常接近,在长波区则与实验偏离很大。③瑞利公式:在长波区与实验基本一致,但在短波区与实验严重不符,由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”。
二、能量子1.定义:普朗克认为,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,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.能量子大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量。h=6.626×10-34 J·s(一般取h=6.63×10-34 J·s)。3.能量的量子化:在微观世界中能量是量子化的,或者说微观粒子的能量是分立的。
1.正误判断(1)黑体一定是黑色的物体。(　　)(2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。(　　)(3)温度越高,黑体辐射电磁波的强度越大。(　　)(4)黑体是一种客观存在的物质。(　　)(5)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(　　)(6)能量子的能量不是任意的,其大小与电磁波的频率成正比。(　　)(7)能量子是可以再分的。(　　)(8)光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的。(　　)答案(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×
2.(多选)以下宏观概念中,哪些是“量子化”的(　　)A.物体的带电荷量B.物体的质量C.物体的动量D.学生的个数解析“量子化”是不连续的,是一份一份的,故选AD。答案AD
3.关于黑体及黑体辐射,下列说法正确的是(　　)A.黑体是真实存在的B.普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学的新纪元C.随着温度升高黑体辐射的各波长的强度有些会增强,有些会减弱D.黑体辐射无任何实验依据解析黑体并不是真实存在的,A错误;普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学的新纪元,故B正确;随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故C错误;黑体辐射是有实验依据的,故D错误。答案B
4.人眼对绿光较为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时,只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10-34 J·s,光速为3×108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是(　　)A.2.3×10-18 WB.3.8×10-19 WC.7.0×10-10 WD.1.2×10-18 W答案A
黑体与黑体辐射情境探究1.煤烟很接近黑体,其吸收率为99%,即投射到煤烟的辐射能量几乎全部被吸收,把一定量的煤烟置于阳光下照射,问它的温度是否一直在上升?要点提示不会,因为随着能量不断吸收,还伴随着能量的辐射,最终将趋于平衡。
2.很多地方用红外热像仪监测人的体温,只要被测者从仪器前走过,便可获取他的体温。你知道其中的道理吗?要点提示根据热辐射规律可知,人的体温的高低,直接决定了人辐射的红外线的频率和强度。因此通过监测被测者辐射的红外线的情况就知道这个人的体温。
知识归纳1.对黑体和黑体辐射的理解(1)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。如图所示,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,这个小孔就近似为一个绝对黑体。
(2)对黑体辐射的理解:一般物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领。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。
(3)一般物体与黑体的比较(4)现实生活中不存在理想的黑体,实际的物体都能辐射红外线(电磁波),也都能吸收和反射红外线(电磁波),绝对黑体不存在,是理想化的模型。
2.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,各种波长的辐射强度都会增加,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
实例引导例1 (多选)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。如图所示就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是(　　)
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