普朗克黑體輻射理論人教版【知識(shí)架構(gòu)+對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】 高二物理備課精研提升

4.1普朗克黑體輻射理論基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、黑體與黑體輻射（一）黑體與黑體輻射1．黑體：某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體．2．黑體輻射(1)定義：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．(2)黑體輻射特點(diǎn)：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)．（二）黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加．2．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)．要點(diǎn)二、能量子1．定義：組成黑體的振動(dòng)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，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子．2．表達(dá)式：ε＝hν.其中ν是帶電微粒的振動(dòng)頻率，即帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率．h稱為普朗克常量．h＝6.62607015×10－34J·s.3．能量的量子化：微觀粒子的能量是量子化的，或者說(shuō)微觀粒子的能量是分立的．要點(diǎn)突破突破一：對(duì)黑體的理解對(duì)黑體的理解（1）黑體是一個(gè)理想化的物理模型，絕對(duì)的黑體實(shí)際上是不存在的，但可以用某裝置近似地代替。如圖所示，如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)小孔，那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會(huì)發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)小孔就成了一個(gè)絕對(duì)黑體。(2)黑體看上去不一定是黑的，有些可看成黑體的物體由于自身有較強(qiáng)的輻射，看起來(lái)還會(huì)很明亮．2．一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度、材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射3.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)溫度一定時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值．(2)隨著溫度的升高①各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加；②輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，如圖所示。突破二：普朗克的量子化假設(shè)1．普朗克的量子化假設(shè)(1)能量子：振動(dòng)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，例如可能是ε或2ε、3ε……當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的．這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)能量子表達(dá)式：ε＝hνν是帶電微粒的振動(dòng)頻率，h是一個(gè)常量，后人稱之為普朗克常量，其值為h＝6.62607015×10－34J·s。(3)能量的量子化：在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化。2．對(duì)能量量子化的理解(1)物體在發(fā)射或接收能量的時(shí)候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”地過(guò)渡到另一狀態(tài)，而不可能停留在不符合這些能量的任何一個(gè)中間狀態(tài)。(2)在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)我們可以認(rèn)為：物體的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，能量變化是連續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時(shí)必須考慮能量量子化。典例精析題型一：黑體與黑體輻射例一．下列說(shuō)法正確的是（）A．只有高溫物體才能產(chǎn)生熱輻射，黑體一定是黑色的B．穿過(guò)某一面積的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生D．變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)變式遷移1：下列說(shuō)法正確的是（）A．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)B．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波C．新冠肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因?yàn)樵陔姶挪ㄖ蠿光的穿透能力最強(qiáng)D．微波有很強(qiáng)的熱效應(yīng)，所以用微波爐加熱食物題型二：能量子例二．下列說(shuō)法中正確的是（）A．伽利略預(yù)言了電磁波的存在B．變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)不能產(chǎn)生磁場(chǎng)C．焦耳最早提出能量量子化假說(shuō)D．黑體是一種理想模型，其輻射強(qiáng)度只與溫度有關(guān)變式遷移2：關(guān)于電磁學(xué)的發(fā)展歷程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論B．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加深入C．法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——圓盤發(fā)電機(jī)D．普朗克通過(guò)對(duì)黑體輻射的研究首次提出能量子的概念強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B.隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加C.隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D.隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)2、下列關(guān)于熱輻射和黑體輻射的說(shuō)法不正確的是()A.一切物體都在輻射電磁波B.一般物體輻射電磁波的強(qiáng)度與溫度無(wú)關(guān)C.隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D.黑體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波3、硅光電池是一種將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能的新型電池。若有N個(gè)波長(zhǎng)為λ0的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為（h為普朗克常量，c為光速）A.hcλ0B.Nh4、.“測(cè)溫槍”（學(xué)名“紅外線輻射測(cè)溫儀”）具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來(lái)的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ的變化情況是()A.I增大，λ增大B.I增大，λ減小C.I減小，λ增大D.I減小，λ減小5、關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)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.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)D.如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)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(gè)空腔就成了一個(gè)黑體6、普朗克在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了量子理論，下列關(guān)于描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()A.B.C.D.7、人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530?nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺(jué)。普朗克常量為6.63×10-34A.2.3×10-C.7.0×10-8、如圖所示是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖象，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．T1>T2B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)規(guī)律D．如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)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(gè)小孔就成了一個(gè)黑體9、下列敘述正確的是（）A．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)B．不同電磁波具有不同的波長(zhǎng)，紅外線的波長(zhǎng)大于可見光的波長(zhǎng)C．愛因斯坦首次提出能量子假說(shuō)，成功解釋了黑體輻射規(guī)律D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，赫茲預(yù)言了電磁波的存在10、熱輻射是指所有物體都要向外輻射電磁波的現(xiàn)象。輻射強(qiáng)度指垂直于電磁波方向的單位面積在單位時(shí)間內(nèi)所接收到的輻射能量。在研究同一物體在不同溫度下向外輻射的電磁波的波長(zhǎng)與其輻射強(qiáng)度的關(guān)系時(shí)，得到如圖所示的圖線，圖中橫軸λ表示電磁波的波長(zhǎng)，縱軸Mλ表示某種波長(zhǎng)的電磁波的輻射強(qiáng)度，則由Mλ-λ圖線可知，同一物體在不同溫度下（）A．向外輻射同一波長(zhǎng)的電磁波的輻射強(qiáng)度相同B．向外輻射的電磁波的波長(zhǎng)范圍是相同的C．向外輻射的電