人教版高中物理选择性必修第3册 第四章 4.1普朗克黑体辐射理论.pptVIP

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第四章原子结构和波粒二象性4.1普朗克黑体辐射理论

目录CONTENTS1学习目标2新课导入3新课讲解4课堂小结5典例分析当堂小练6

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。学习目标

一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看窗内，你会发现什么？为什么？向远处观察打开的窗子近似黑色。新课导入

一、黑体与黑体辐射不透明材料制成的带小孔的空腔空腔上的小孔物体表面能够吸收和反射外界射来的电磁波。如果一个物体在任何温度下，对任何波长的电磁波都完全吸收，而不反射，则称这种物体为黑体。新课讲解

研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。加热空腔使其温度升高，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。空腔平行光管三棱镜

二、黑体辐射的实验规律辐射强度：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。特点：随温度的升高①各种波长的辐射强度都在增加；②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动。

一般物体与黑体的比较项目热辐射特点吸收、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。

经典物理学所遇到的困难解释实验曲线——一朵令人不安的乌云（1）维恩的半经验公式：短波符合，长波不符合。（2）瑞利—金斯公式：长波符合，短波荒唐。——紫外灾难

19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理学家开尔文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。”但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，……”

这两朵乌云是指什么呢？黑体辐射实验迈克尔逊-莫雷实验普朗克量子力学的诞生相对论问世量子力学相对论微观领域高速领域经典力学

三、能量子：超越牛顿的发现普朗克能量子假设1.辐射物体中包含大量振动着的带电微粒，它们的能量是某一最小能量的整数倍：E＝nε，n＝1，2，…；2.ε叫能量子，简称量子，n为量子数，它只取正整数——能量量子化；3.黑体中振动的分子、原子可看作谐振子（振动的微粒），谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量；4.对于频率为ν的谐振子（其辐射的电磁波频率也为ν），最小能量为：ε＝hν。h＝6.626×10－34J·s——普朗克常量能量经典量子

普朗克能量子理论成功解释黑体辐射黑体辐射公式1900年10月19日，普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式。

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＝6.626×10－34J·s。

年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义，他把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为hv，h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子(photon)。

能量量子化——物理学的新纪元跨出了真正说明物质世界量子性的第一步牛顿以来物理学最伟大的发现之一

普朗克黑体辐射理论黑体辐射能量子黑体黑体辐射的特点黑体辐射的实验规律定义能量量子化的意义课堂小结

【例题1】(多选)关于对黑体的认识，下列说法正确的是（）A.黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，