第四章熱力學定律第1節(jié)普朗克黑體輻射理論 【素養(yǎng)目標】 了解黑體與黑體輻射的概念 了解黑體輻射的實驗規(guī)律 了解能量子的概念【必備知識】知識點一、黑體與黑體輻射(1)黑體:如果某種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。(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，這樣的輻射叫黑體輻射。黑體自身可以輻射電磁波 看上去不一定是黑的。(3)黑體輻射的特點:對于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外,還與材料的種類及表面狀況有關，而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。知識點二、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。知識點三、能量子(1)能量子:普朗克假定，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e的整數(shù)倍，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進行的，這個不可再分的最小能量值ε叫能量子。(2)能量量子化:在微觀世界中，能量不能連續(xù)變化，只可能取某些特定的值，這種現(xiàn)象叫能量量子化。【課堂檢測】1．可見光波長的大致范圍是。、電磁輻射的能量子的值是多少？【答案】，【詳解】由能量子計算可得，400nm電磁輻射的能量子為760nm電磁輻射的能量子為2．已知小燈泡的功率，設小燈泡發(fā)光時向四周均勻輻射平均波長的光，求在距離燈泡處，每秒鐘落在垂直于光線方向上面積為處的光子數(shù)是多少？（已知，計算結果保留兩位有效數(shù)字）【答案】個【解析】每個光子每秒發(fā)射光子數(shù)個   解得：個【素養(yǎng)作業(yè)】1．下列物理學常量單位正確的是（　　）A．引力常量N·kg2/m2 B．阿伏加德羅常數(shù)mol-1C．靜電力常量N·C2/m2 D．普朗克常量J/s【答案】B【詳解】A．由得G的單位是N?m2/kg2，故A錯誤；B．阿伏加德羅常數(shù)單位：mol?1，故B正確；C．由得k 的單位是N?m2/C2，故C錯誤；D．由得h的單位是，即J?s，故D錯誤。故選B。2．下列關于能量量子化的說法，正確的是（　?。?/span>A．能量子與電磁波的頻率成反比 B．電磁波波長越長，其能量子越大C．微觀粒子的能量是不連續(xù)（分立）的 D．能量子假設是由愛因斯坦最早提出來的【答案】C【詳解】A．由?=hν可知，能量子與電磁波的頻率成正比，故A錯誤；B．由可知，電磁波波長越長，其能量子越小，故B錯誤；C．普朗克提出了量子假說，他認為，物質(zhì)輻射（或吸收）的能量都是不連續(xù)的，是一份一份進行的，故C正確；D．能量子假設是由普朗克最早提出來的，故D錯誤。故選C。3．下列關于熱輻射和黑體輻射的說法不正確的是（　?。?/span>A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的強度與溫度無關C．隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波【答案】B【詳解】A．一切物體都在輻射電磁波，A正確；B．實際物體輻射電磁波的情況與溫度、表面情況、材料都有關；黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關，是實際物體的理想化模型，B錯誤；C．黑體輻射的強度的極大值隨溫度升高向波長較短的方向移動，C正確；D．能100%的吸收入射到其表面的各種波長的電磁波，這樣的物體稱為黑體，D正確；由于選擇不正確的，故選B。4．人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530 nm 的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。普朗克常量為6.63×10-34J·s，光速為3.0×108 m/s，則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率是（　?。?/span>A．2.3×10-18 W B．3.8×10-19 WC．7.0×10-10 W D．1.2×10-18 W【答案】A【詳解】綠光光子能量每秒鐘最少有6個綠光的光子射入瞳孔才能被入察覺，所以故選A。5．下列說法正確的是（　?。?/span>A．伽利略通過“理想實驗”得出“力是維持物體運動的原因”B．愛因斯坦首先提出“能量子”假說C．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的同時測出了引力常量D．伽利略首先建立了平均速度、瞬時速度、加速度以及能量的概念【答案】D【詳解】A．伽利略通過“理想實驗”得出“力不是維持物體運動的原因”，選項A錯誤；B．普朗克首先提出“能量子”假說，選項B錯誤；C．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許測出了引力常量，選項C錯誤；D．伽利略首先建立了平均速度、瞬時速度、加速度以及能量的概念，選項D正確。故選D。6．在力學理論建立的過程中，有許多偉大的科學家做出了貢獻。關于科學家和他們的貢獻，下列說法錯誤的是（    ）A．普朗克在1900年把能量子引入物理學，正確地破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，成為新物理學思想的基石之一B．伽利略指出運動物體在不受力的作用時，將保持原來的速率一直運動下去C．開普勒提出行星運動三定律D．牛頓最早指出力不是維持物體運動的原因【答案】D【詳解】A．物理學的發(fā)展表明，普朗克在1900年把能量子引入物理學，正確地破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，成為新物理學思想的基石之一，故A正確，不符合題意；B．伽利略指出運動物體在不受力的作用時，將保持原來的速度一直運動下去，故B正確，不符合題意；C．開普勒提出行星運動三定律，故C正確，不符合題意；D．伽利略最早指出力不是維持物體運動的原因，故D錯誤，符合題意；故選D。7．2020年抗擊新冠肺炎疫情期間，隨處可見紅外線測溫儀，不同于接觸測溫儀，便捷、精確、安全是使用紅外線測溫儀最重要的優(yōu)點。下列有關說法中正確的是（　?。?/span>A．測溫儀應用的是紅外線溫度傳感器B．玻爾提出“熱輻射是一份一份的，不連續(xù)的”C．測溫儀利用了愛因斯坦提出的黑體輻射原理D．紅外線遙感器是利用了紅外線的熱效應，紅外線的波長比紫外線的波長短【答案】A【詳解】A．紅外線測溫儀應用的是紅外線溫度傳感器，故A項正確；B．普朗克提出“熱輻射是一份一份的，不連續(xù)的”，故B項錯誤；C．普朗克提出了黑體輻射原理，故C項錯誤；D．紅外線遙感器是利用了紅外線波長較長容易發(fā)生衍射的特點，紅外線的波長比紫外線的波長長，故D項錯誤。故選A。8．關于電磁場、電磁波下列說法正確的是（　?。?/span>A．變化的磁場一定能產(chǎn)生變化的電場B．紅外線測溫儀根據(jù)人體發(fā)射的紅外線強弱判斷體溫的高低C．觀察者接近頻率恒定的波源時，接收到波的頻率比波源的頻率小D．黑體會吸收任何射向它的電磁波，而不向外輻射電磁波【答案】B【詳解】A．均勻變化的磁場將產(chǎn)生恒定的電場，A錯誤；B．紅外線測溫儀根據(jù)人體發(fā)射的紅外線強弱判斷體溫的高低，B正確；C．觀察者接近頻率恒定的波源時，根據(jù)多普勒效應，接收到波的頻率比波源的頻率大，C錯誤；D．黑體會吸收任何射向它的電磁波，也向外輻射電磁波，D錯誤。故選B。

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1 普朗克黑體輻射理論

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