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物理人教版(2019)選擇性必修第三冊4.1普朗克黑體輻射理論 課件(共19張PPT)

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物理人教版(2019)選擇性必修第三冊4.1普朗克黑體輻射理論 課件(共19張PPT)

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(共19張PPT)
4.1
普朗克黑體輻射理論
fuxi
新課導入
【問題一】一座建設中的樓房還沒安裝窗子,盡管室內已經粉刷,如果從遠處看窗內,你會發現什么?為什么?
向遠處觀察打開的窗子近似黑色
1. 知道黑體與黑體輻射,了解黑體輻射的實驗規律及理論解釋;
2. 了解能量子假說,領會科學解釋中的科學假說方法;
3. 了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點,體會能量量子化的提出對人們認識物質世界的影響。
fuxi
學習目標
fuxi
新知探究
一、黑體與黑體輻射
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,所以叫做熱輻射.
物體熱輻射中隨溫度的升高,輻射的較短波長的電磁波的成分越來越強.
任何溫度的物體都能發出一定的熱輻射
fuxi
新知探究
一、黑體與黑體輻射
2.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,而不發生反射,這種物體就是絕對黑體,簡稱黑體。
太陽,白熾燈燈絲近似當做黑體
帶小孔的空腔
【問題二】那怎么樣才能得到一個黑體啊?
fuxi
新知探究
一、黑體與黑體輻射
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,
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。
3.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。
【問題三】黑體輻射具有怎樣的規律呢?
fuxi
典型例題
【例題1】(多選)下列敘述正確的是(  )
A.一切物體都在輻射電磁波
B.一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關
C.一般物體輻射電磁波的情況只與材料有關
D.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關
AD
fuxi
典型例題
【例題2】關于對黑體的認識,下列說法正確的是(  )
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度按波長的分布除與溫度有關外,還與材料的種類及表面狀況有關
C.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與溫度有關,與材料的種類及表面狀況無關
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表面經多次反射和吸收,最終不能從小孔射出,這個空腔就成了一個黑體
C
二、黑體輻射的實驗規律
加熱空腔使其溫度升高,空腔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。
1. 測量黑體輻射的實驗原理圖
黑體(小孔表面)
T
集光透鏡
平行光管
分光元件
會聚透鏡及探頭
電爐(控制溫度)
fuxi
新知探究
二、黑體輻射的實驗規律
fuxi
新知探究
2. 輻射強度按波長分布與溫度的關系
(2)特點:
(1)輻射強度:單位時間內從物體單位面積上所發射的各種波長的總輻射能,稱為輻射強度。
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。
二、黑體輻射的實驗規律
fuxi
新知探究
(1)經典物理學所遇到的困難
①維恩的經驗公式:
短波符合;長波不符合。
②瑞利 ─ 金斯公式:
長波符合;短波不符合。
瑞利─金斯線
維恩線
3. 黑體輻射的理論解釋
二、黑體輻射的實驗規律
fuxi
新知探究
3. 黑體輻射的理論解釋
瑞利─金斯線
維恩線
1900年10月19日,普朗克在德國物理學會會議上提出黑體輻射公式。
普朗克找到了一個數學公式,它與實驗吻合得非常完美。
維恩公式和瑞利——金斯公式,其實就是普朗克公式的特殊情況。
——黑體輻射公式
(2)普朗克的解釋
fuxi
典型例題
【例題3】(多選)下列有關黑體和黑體輻射的說法正確的是( )
A.黑體能夠吸收照射到它上面的全部輻射而無反射
B.黑體的溫度升高時可以輻射出任何頻率的電磁波(包括可見光和不可見光)
C.黑體輻射的實驗規律可以利用經典物理學的理論來解釋
D.黑體輻射的實驗規律無法用經典物理學的理論解釋
ABD
fuxi
典型例題
【例題4】下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關系的圖中,符合黑體輻射實驗規律的是( )
A
fuxi
新知探究
普朗克能量子假說
1. 組成黑體的振動的帶電微粒,它們的能量是某一最小能量的整數倍:
5. 宏觀能量:連續的
微觀能量:不連續、分立、量子化的。
— 普朗克常量
三、能量子
2. 叫能量子,簡稱量子, 為量子數,它只取正整數 — 能量量子化。
3. 帶電微粒輻射或吸收能量時,只能是以這個最小能量為單位一份一份的。
4. 最小能量為:
ν:電磁波的頻率
fuxi
新知探究
拓展
普朗克
牛頓以來物理學最偉大的發現之一
跨出了真正說明物質世界量子性的第一步
fuxi
典型例題
【例題5】(多選)1900年德國物理學家普朗克在研究黑體輻射時提出了一個大膽的假說,即能量子假說,下列說法屬于能量子假說內容的是( )
A.物質發射(或吸收)能量時,能量不是連續的,而是一份一份進行的
B.能量子假說中將每一份能量單位,稱為“能量子”
C.能量子假說中的能量子的能量,為帶電微粒的振動頻率,h為普朗克常量
D.能量子假說認為能量是連續的,是不可分割的
ABC
fuxi
典型例題
【例題6】(多選)關于對普朗克能量子假說的認識,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
B.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倍
C.能量子與電磁波的頻率成正比
D.這一假說與現實世界相矛盾,因而是錯誤的
BC
普朗克黑體輻射理論
fuxi
課堂小結
黑體與黑體輻射
黑體輻射的實驗規律
能量子
黑體輻射的特點
維恩的經驗公式:
短波符合,長波不符合
瑞利 ─ 金斯公式:
長波符合,短波荒唐
普朗克公式

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