人教版高中物理精讲精练-选择性必修34.1普朗克黑体辐射理论 原卷版.docx

4.1普朗克黑体辐射理论

【考点归纳】

考点一：黑体与黑体辐射

考点二：黑体辐射实验规律

考点三：能量量子化

考点四：ε＝hν的应用

【知识归纳】

知识点一、黑体与黑体辐射

1．黑体：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

(1)定义：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．

(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．

技巧归纳：

(1)黑体是一个理想化的物理模型．

(2)黑体看上去不一定是黑的，有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮．

2．一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、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

3.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

①各种波长的辐射强度都有增加；

②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图所示．

考点二：能量子

1．定义：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，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子．

2．表达式：ε＝hν.其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率．h称为普朗克常量．h＝6.62607015×10－34J·s.

3．能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．

技巧归纳：

1．普朗克的量子化假设

(1)能量子

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，例如可能是ε或2ε、3ε……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)能量子表达式：ε＝hν

ν是带电微粒的振动频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h＝610－34J·s.

(3)能量的量子化

在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化．

2．对能量量子化的理解

(1)物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态．

(2)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化．

【题型归纳】

题型一：黑体与黑体辐射

1．（24-25高二上·全国）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，看上去是黑的

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，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体

2．（22-23高二下·河南南阳·阶段练习）在2015年中国发射卫星“悟空”，用来探测暗物质粒子和黑洞。黑洞是黑体的一种，关于黑体，下列说法正确的是（）

A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关

B．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波

C．在黑体辐射实验中，随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D．爱因斯坦为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说

3．（22-23高二上·河南新乡·期末）下列关于热辐射和黑体辐射的说法正确的是（）

A．只有一部分物体辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的强度与温度无关

C．黑体不可以向外辐射电磁波 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

题型二：黑体辐射实验规律

4．（22-23高二下·江苏徐州·期末）如图所示是黑体的辐射强度与其辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（???）

??

A．温度越高，黑体辐射的电磁波的波长越大

B．温度越高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

C．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况有关

D．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念

5．（22-23高二上·宁夏吴忠·期末）有关黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系，此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献。如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，据此以下判断不正确的是（）

A．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间

B．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度