高中物理 2.1 拨开黑体辐射的疑云精品课件 沪科版选修35.ppt

21拨开黑体辐射的疑云,核心要点突破,课堂互动讲练,课前自主学案,知能优化训练,21,课标定位,学习目标：1.了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学探究方法2了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想重点难点：能量子的计算，能量的量子化,课标定位,课前自主学案,一、第二朵“乌云”“紫外灾难”1热辐射实验表明，物体在任何温度下，都会发射出_，温度不同，所发出的_的频率、强度也不同，物理学把这种现象叫做热辐射物体的温度较低时，热辐射的波长主要落在_区域；当温度升高时，辐射的_的份额增大,电磁波,电磁波,红外,可见光,2黑体除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波，如果某种物体能够完全_入射的各种波长的电磁波而不发生_，这种物体就是_，简称_科学家实验测出了黑体的辐射本领跟波长的关系，随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长电磁波的本领都有所_；另一方面，辐射本领的最大值向波长_的方向移动,吸收,反射,绝对黑体,黑体,增大,较短,1900年英国物理学家瑞利从经典电磁理论推导出一个公式，长波部分与实验吻合，在短波部分偏差较大，尤其在紫外一端，当波长趋于零时，辐射本领将趋于无穷大，显然这是荒谬的，这种情况被人们称为_,紫外灾难,思考感悟1在日常生活中，有时出现电压低的情况，这时我们发现白炽灯发出很暗的红光，而电压正常时，白炽灯发出刺眼的白光，这是为什么呢？提示：电压低时，灯丝温度低，电压正常时，温度高，由热辐射规律，当物体的温度升高时，热辐射较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大，所以会出现上述情况,二、普朗克假设驱“乌云”1普朗克设想黑体的空腔壁是由大量振子组成的，其能量e只能是某一最小值的整数倍，即enh(n1,2,3)，式中为振子的_，h是一个常量，实验测得h6.631034js，叫_2普朗克的能量量子化只有认为振子辐射或吸收的能量是_的，理论计算的结果才能与实验事实相符这样的一份最小能量h叫做_在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化,频率,普朗克常量,不连续,能量子,思考感悟2量子论关于能量的观点与经典物理学的观点有什么不同？提示：量子论关于能量的观点是：在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，也就是认为微粒辐射或吸收能量时只能一份一份地进行；经典物理学中认为能量是连续变化的,核心要点突破,一、黑体辐射与温度变化的关系1一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关2黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，如图211所示,图211,(1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加；(2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动特别提醒：一切物体都在不停地辐射电磁波,即时应用(即时突破，小试牛刀)1下列说法正确的是()a只有温度高的物体才会有热辐射b黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量c黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以有较强的辐射d一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关答案：cd,二、对能量子的认识1普朗克的量子化假设(1)能量子：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值h的整数倍例如，可能是h或2h、3h、，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的这个不可再分的最小能量值h叫做能量子；,(2)能量子公式：enh(n1,2,3)，是电磁波的频率，h是一个常量，称为普朗克常量，其值为h6.631034js；(3)能量的量子化：在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化,2普朗克的量子化假设的意义普朗克的能量子假设，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征普朗克与爱因斯坦、玻尔一起，被称为量子论的三个奠基人特别提醒：当微观粒子在吸收(或辐射)能量的时候，振子只能从某一能量状态飞跃地过渡到其他能量状态，而不能停留在不符合这些能量公式的任何中间状态，因而吸收(或辐射)的能量也只能是h的整数倍,即时应用(即时突破，小试牛刀)2以下宏观概念，哪些是“量子化”的()a木棒的长度b物体的质量c物体的动量d学生的个数解析：选d.所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项d正确,课堂互动讲练,在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看成黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度如图212所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是(),图212at1t2bt1t2c随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低d随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动,【思路点拨】熟记黑体辐射的实验规律是解决本题的关键【精讲精析】一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(t)、辐射波的波长、时间的长短和发射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动从图中可以看出，12，t1t2，本题正确选项为ad.【答案】ad,神光“”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400j、波长0.35m的紫外激光已知普朗克常量h6.631034js，则该紫外激光所含光子数为多少？,【思路点拨】紫外线的波长已知，由c，eh求得紫外线能量子的值，再根据激光发射的总能量为2400j，即可求得紫外激光所含光子数,【答案】4.231021(个)【规律总结】电磁波在真空中的波速c等于电磁波波长与电磁波频