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4.1普朗克黑體輻射理論班級(jí)： 姓名： 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握熱輻射、黑體、黑體輻射的定義與特點(diǎn)2.通過(guò)圖像得出黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系3.能夠說(shuō)出能量子的概念、普朗克常量的大小，理解ε=hν，并能解決實(shí)際問(wèn)題（發(fā)射接受電磁波類題目）二、課堂主體主體（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(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 ．如圖，在空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，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，最終不能從空腔射出。這個(gè)帶小孔的空腔就可以近似為一個(gè) 絕對(duì)黑體 。 2. 熱輻射及黑體輻射：①熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的 溫度 有關(guān)，所以叫做熱輻射。熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的 溫度、材料種類及表面狀況 而有所不同。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。一般材料的物體輻射特點(diǎn)：輻射電磁波的情況除了與溫度有關(guān)，還與 材料的種類及表面狀況 有關(guān)；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)。
主體（二）、黑體輻射規(guī)律1. 黑體輻射規(guī)律： 從圖中可以看出，隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) 。2. 物理學(xué)史：①
德國(guó)物理學(xué)家維恩、英國(guó)物理學(xué)家瑞利分別提出了輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的理論公式。維恩公式在 短波 區(qū)與實(shí)驗(yàn)非常接近，在 長(zhǎng)波 區(qū)則與實(shí)驗(yàn)偏離較大；瑞利公式在 長(zhǎng)波 區(qū)與實(shí)驗(yàn)基本一致，在 短波 區(qū)與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符。 ②為了得出同全部實(shí)驗(yàn)相符的黑體輻射公式，德國(guó)物理學(xué)家 普朗克 做了多種嘗試，推導(dǎo)出了一個(gè)數(shù)學(xué)公式，它與實(shí)驗(yàn)吻合得非常完美。 判斷題1：①熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波（×）②溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng)（√）③輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無(wú)關(guān)（×）④常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色（×）⑤黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的（×）⑥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)（×）⑦如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)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（√）
例2：在工廠的高溫爐子上開(kāi)一小孔，小孔可看作黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度．如圖所示，就是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖象．則下列說(shuō)法正確的是( A )A．T1>T2 B．T1<T2 C．隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有所降低D．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)方向移動(dòng) 主體（三）、能量子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的 整數(shù) 倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子。②公式： ε=hν 其中ν是 帶電微粒的振動(dòng)頻率，也即帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率 h是 普朗克常量 ，h＝ 6.62607015×10-34 J·s ③注：c=λν④普朗克對(duì)微觀帶電微粒能量取值的假設(shè)和宏觀世界中我們對(duì)能量的認(rèn)識(shí)有很大不同：例如：宏觀彈簧振子的能量值是 連續(xù) 的。而普朗克的假設(shè)則認(rèn)為微觀粒子的能量是 量子化 的，或者說(shuō)微觀粒子的能量是分立的。這是微觀與宏觀世界物理規(guī)律最重要的差別之一。 例3：（課本習(xí)題★★★）可見(jiàn)光波長(zhǎng)的大致范圍是400?760nm。 400nm、760nm電磁輻射的能量子ε的值是多少？4.97×10-19J 2.62×10-19J 例4：（課本習(xí)題★★★）在一杯開(kāi)水中放入一支溫度計(jì)，可以看到開(kāi)水的溫度是逐漸降低的。根據(jù)能量量子化理論，開(kāi)水的能量是一份一份向外輻射的，為什么它的溫度不是一段一段地降低呢？開(kāi)水向外輻射的每一份能量子能量很小(微觀量)，而水降低1℃的能量很大(宏觀量)。在宏觀世界里觀察不到能量量子化的效應(yīng)，可以認(rèn)為能量是連續(xù)的。所以，觀察到的溫度計(jì)的溫度不是一段一段地降低的，可以認(rèn)為開(kāi)水的溫度是連續(xù)變化的。例5：某廣播電臺(tái)發(fā)射功率為10kW，在空氣中波長(zhǎng)為187．5 m的電磁波，試求：(1)該電臺(tái)每秒鐘從天線發(fā)射多少個(gè)光子? 9.4×1030個(gè) (2)若發(fā)射的光子四面八方視為均勻的，求在離天線
2．5km處，直徑為2m的環(huán)狀天線每秒接收的光子個(gè)數(shù)以及接收功率? N=4×1023個(gè) P收=4×10-4W 三、隨堂練習(xí)1．下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/span>A．只有溫度高的物體才會(huì)有熱輻射 B．黑體只是從外界吸收能量，從不向外界輻射能量C．黑體可以看起來(lái)很明亮，是因?yàn)楹隗w可以反射電磁波D．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)2．普朗克在1900年提出了量子假說(shuō)，開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。在下列宏觀概念中，具有量子化特征的是（ ?。?/span>A．人的個(gè)數(shù) B．物體所受的重力 C．物體的動(dòng)能 D．物體運(yùn)動(dòng)的距離3．（2022·全國(guó)·高考真題）一點(diǎn)光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長(zhǎng)約為6 × 10 - 7m的光，在離點(diǎn)光源距離為R處每秒垂直通過(guò)每平方米的光子數(shù)為3 × 1014個(gè)。普朗克常量為h = 6.63 × 10 - 34J?s。R約為（ ）
A．1 × 102m B．3 × 102m C．6 × 102m D．9 × 102m4．四種溫度下黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系如圖所示。有關(guān)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和科學(xué)家們對(duì)黑體輻射的研究，下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/span>A．在同一溫度下，波長(zhǎng)越短的電磁波輻射強(qiáng)度越大B．隨著溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)C．隨著溫度升高，波長(zhǎng)短的輻射強(qiáng)度增大，波長(zhǎng)長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度減小D．德國(guó)物理學(xué)家普朗克借助于能量子假說(shuō)，提出的黑體輻射強(qiáng)度公式與實(shí)驗(yàn)相符5．下列關(guān)于在兩種不同溫度下某一定質(zhì)量的氣體的分子速率分布圖像（縱坐標(biāo)f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，橫坐標(biāo)v表示分子的速率）和兩種不同溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系的圖像符合實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是（ ）A．
B．
C．
D．
6．在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠等生物通過(guò)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成食物鏈，在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用。蛇是老鼠的天敵，它通過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)現(xiàn)老鼠的存在。假設(shè)老鼠的體溫t＝37.0℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射波長(zhǎng)為
。根據(jù)熱輻射理論，與輻射源的熱力學(xué)溫度T關(guān)系近似為
。已知熱力學(xué)溫度T與人們慣用的攝氏溫度t關(guān)系是
，則老鼠發(fā)出的最強(qiáng)熱輻射的波長(zhǎng)為（ ）A．
B．
C．
D．
四、課堂總結(jié)1.黑體和黑體輻射的概念？熱輻射概念？黑體輻射規(guī)律？ 2.能量子概念及公式（各物理量含義）？提出者？ 3.發(fā)射和接受電磁波類題目如何破題？ 五、反思答疑1.___________________________________________________________________________________________
這是一份物理選擇性必修 第三冊(cè)1 普朗克黑體輻射理論導(dǎo)學(xué)案及答案，共2頁(yè)。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)重點(diǎn)，學(xué)習(xí)難點(diǎn)，練習(xí)鞏固等內(nèi)容，歡迎下載使用。
這是一份高中物理2 光電效應(yīng)導(dǎo)學(xué)案，共3頁(yè)。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，課后練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
這是一份高中物理第四章 光1 光的折射導(dǎo)學(xué)案，共2頁(yè)。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)重點(diǎn)，學(xué)習(xí)難點(diǎn)，學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)過(guò)程，定量探究，課后作業(yè)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
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