高中物理普朗克黑体辐射理论教学ppt课件

这是一份高中物理普朗克黑体辐射理论教学ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了黑体与黑体辐射，假设有这样一种物体，2实验规律，极大值，维恩德，短波符合长波不符合，能量子，表达式，宏观世界中，微观世界中等内容，欢迎下载使用。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理学家威廉·汤姆孙勋爵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
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云”
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？
1. 黑体与黑体辐射2. 能量子3. 课堂总结4. 练习与应用
第1节 普朗克黑体辐射理论
特性：室温时，主要成分是波长较长的电磁波；当温度升高时，波长较短的电磁波成分越来越强。 辐射强度及波长成分的分布随温度变化
2.黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长（不仅是可见光）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。
（1）黑体辐射的特征：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。 （一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关）
（2）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。
不透明材料制成的带小孔的空腔
太阳，白炽灯灯丝近似当做黑体
3.黑体辐射的实验规律
（1）测量黑体辐射的实验原理图
分光元件（如棱镜或光栅等）将不同波长的辐射按一定的角度关系分开，转动探测系统测量不同波长辐射的强度分布。再推算出黑体单色辐出度按波长的分布。
特点：(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个 ； (2)温度升高，各种波长的辐射强度都 ；(3)温度升高，辐射强度的极大值向波长 的方向移动。
辐射强度: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，称为辐射强度。
（3）黑体辐射实验规律的解释
1896年提出了一个辐射强度随波长及温度变化的半经验公式——维恩公式
1900年也提出了一个理论公式，后经金斯改进，合称瑞利-金斯公式
黑体辐射公式： 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。
普朗克找到的数学公式，它与实验吻合得非常完美。
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。
例1.关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（　　）A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．物体温度越高，辐射强度越大C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
例2.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是（ ）
1.能量子：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ε 的整数倍，他把这个不可再分的最小能量值ε 叫作能量子。
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。
E= nε，n=1,2,…
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。
4.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。
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
普朗克一战封神------超越牛顿的发现
例3.2022年5月5日，我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星，实现了地球上1200公里间的量子态远程传输，这次实验的成功，意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步。下列关于量子化的说法正确的是（     ）A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B．物体的长度是量子化的C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的D．能量子与电磁波的频率成反比
黑体辐射：不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波
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
黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体
振动的带电微粒，它们的能量是某一最小能量ε的整数倍；ε = hν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
1.(多选)下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是（ ）A.黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射B.黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波(包括可见光和不可见光)C.黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释D.黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释
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（ ）A．T1>T2B．T1