【高中物理】普朗克黑體輻射理論（課件） 高二物理同步課件（人教版2019選擇性必修第三冊）

§1普朗克黑體輻射理論高二物理（人教版2019）選擇性必修第三冊第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性新課引入

量子論使人們認(rèn)識了微觀世界的運動規(guī)律，并發(fā)展了一系列對原子、分子等微觀粒子進行有效操控和測量的技術(shù)。圖為利用掃描隧道顯微鏡將48個鐵原子排成的“原子圍欄”。那么，人們認(rèn)識量子規(guī)律的第一步是怎樣邁出的？思考與討論：一、黑體與黑體輻射1.黑體：如果一個物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波，而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。注意：（1）黑體是個理想化的模型。（2）一般物體的輻射與溫度、材料、表面狀況有關(guān)，但黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。2.黑體輻射：黑體雖然不反射電磁波，卻可以向外輻射電磁波，這樣的輻射叫作黑體輻射。新課講授新課講授黑體輻射實驗研究：

加熱黑體爐使其溫度升高，黑體爐就成了不同溫度下的黑體，從小孔向外的輻射就是黑體輻射。二、黑體輻射的實驗規(guī)律1.輻射強度按波長分布與溫度的關(guān)系:特點：隨溫度的升高①各種波長的輻射強度都在增加；②輻射強度的最大值向短波方向移動。新課講授維恩瑞利瑞利─金斯線維恩線二、黑體輻射的實驗規(guī)律2.經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難（1）維恩的經(jīng)驗公式：短波符合，長波不符合；（2）瑞利─金斯公式：長波符合，短波荒唐新課講授瑞利─金斯線維恩線黑體輻射公式：

1900年10月19日，普朗克在德國物理學(xué)會會議上提出黑體輻射公式。二、黑體輻射的實驗規(guī)律3.普朗克的發(fā)現(xiàn)新課講授1.普朗克的假定：組成黑體的振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍。

三、能量子(1)γ是電磁波的頻率；(2)h是一個常量，后人稱之為普朗克常量，其值為h=6.626×10-34J·S4.宏觀物體的能量是連續(xù)的；微觀粒子的能量是量子化的。2.能量子：當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時，也是以這個最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的。這個不可再分的能量值ε叫做能量子。新課講授3.最小能量：ε=hγ三、能量子新課講授

普朗克拋棄了經(jīng)典物理中的能量可連續(xù)變化、物體輻射或吸收的能量可以為任意值的舊觀點，提出了能量子、物體輻射或吸收能量只能一份一份地按不連續(xù)的方式進行的新觀點。這不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而且開創(chuàng)物理學(xué)研究新局面，標(biāo)志著人類對自然規(guī)律的認(rèn)識已經(jīng)從從宏觀領(lǐng)域進入微觀領(lǐng)域，為量子力學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。1918年他榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。1．如圖所示是黑體的輻射強度與其輻射光波長的關(guān)系圖象，則下列說法錯誤的是（）A．T1>T2B．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)C．普朗克提出的能量量子化理論很好的解釋了黑體輻射的實驗規(guī)律D．如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個小孔就成了一個黑體B課堂練習(xí)【答案】B【詳解】A．由圖可知，隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，所以T1>T2，故A正確，不符合題意；B．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)外，與黑體的材料及表面狀況無關(guān)，故B錯誤，符合題意；C．普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，很好的解釋了黑體輻射的實驗規(guī)律,故C正確，不符合題意；D．如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，就相當(dāng)于吸收了所有電磁波，這個小孔就可以近似為一個絕對黑體，故D正確。故選B。課堂練習(xí)2．能正確解釋黑體輻射實驗規(guī)律的是（）A．能量的連續(xù)經(jīng)典理論B．普朗克提出的能量量子化理論C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋D．牛頓提出的微粒說B課堂練習(xí)【答案】B【詳解】ABC．根據(jù)黑體輻射的實驗規(guī)律，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到滿意的解釋，故B正確，AC錯誤；D．牛頓提出的微粒說只能局限于解決宏觀物體的低速運動，不能解釋黑體輻射實驗規(guī)律，故D錯誤。故選B。課堂練習(xí)3．關(guān)于對能量子的認(rèn)識，下列說法正確的是（）A．振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍C．能量子與電磁波的頻率成反比D．這一假說與現(xiàn)實世界相矛盾，因而是錯誤的B課堂練習(xí)【答案】B【詳解】AB．由普朗克能量子假說可知帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，故A錯誤，B正確；C．最小能量值ε=hν，ε與ν成正比，故C錯誤；D．能量子假說反映的是微觀世界的特征，不同于宏觀世界，并不是與現(xiàn)實世界相矛盾，故D錯誤。故選B。課堂練習(xí)4．關(guān)于普朗克“能量量子化”的假設(shè)，下列說法正確的是（）A．認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時，是一份一份的B．認(rèn)為能量值是連