4.1+普朗克黑体辐射理论（课件）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

第四章：原子结构和波粒二象性高中物理选择性必修第三册制作：陈庆威本章导引01.量子论的建立是20世纪物理学的最大成就之一。量子论解释了原子、分子等微观粒子遵循的规律，这些规律和牛顿力学等宏观、低速情况下的物理规律有很大不同。量子论不但深化和丰富了人类对自然界的认识，而且催生了一大批新技术，深刻地改变了人们的生活方式和社会形态。科学家视角02.科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史。当我们进入一个新的领域时，常常需要新的概念。——普朗克第四章：第1节普朗克黑体辐射理论高中物理选择性必修第三册制作：陈庆威目录CONTENT高中物理选择性必修第三册黑体与黑体辐射黑体辐射实验规律能量子总结提升问题？00.高中物理选择性必修第三册量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的“原子围栏”。那么，人们认识量子规律的第一步是怎样迈出的？黑体与黑体辐射第一部分黑体和黑体辐射01.高中物理选择性必修第三册1.黑体：如果一个物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。2.黑体辐射：黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。黑体是个理想化的模型黑体和黑体辐射02.高中物理选择性必修第三册热辐射特点吸收、反射特点一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面状况有关既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关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完全吸收各种入射电磁波，不反射它可能反映了某种具有普遍意义的客观规律，人们因此对黑体辐射进行了深入的实验及理论研究。黑体辐射实验规律第二部分高中物理选择性必修第三册特点：随温度的升高①各种波长的辐射强度都在增加；

②辐射强度的最大值向短波方向移动。黑体辐射实验规律01.物理学家总是力图用已有的知识去解释新发现的现象和规律。那么，怎样解释黑体辐射的实验规律呢？高中物理选择性必修第三册维恩瑞利瑞利─金斯线维恩线①维恩的经验公式：短波符合，长波不符合②瑞利

─

金斯公式：

长波符合，短波荒唐

──

紫外灾难经典物理学所遇到的困难02.普朗克的发现03.高中物理选择性必修第三册黑体辐射公式：

1900年10月19日，普朗克在德国物理学会会议上提出黑体辐射公式。普朗克找到的数学公式，它与实验吻合得非常完美。能量子第三部分能量子01.高中物理选择性必修第三册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ε的整数倍。例如，可能是ε、2ε、3ε……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。这个不可再分的能量值ε叫做能量子。2.最小能量：ε=h

①其中ν是电磁波的频率，波长λ=vT=v/ν,光在真空中λ=c

/ν；②h称为普朗克常量，h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。能量子的理解02.高中物理选择性必修第三册宏观世界中：能量可以是任意值，可以连续变化。例如：物体的重力势能，弹簧振子的弹性势能。微观世界中：微观粒子的能量只能是一个一个的特定值，不能连续变化。（能量量子）例如：物体的带电量，电子绕原子核运动的轨道半径。经典量子连续分立量子化假设的意义03.高中物理选择性必修第三册

普朗克1900年的假设第一次为人们揭开了微观世界物理规律面纱的一角。从此，物理学进入了一个新的纪元。普朗克因此获1918年的诺贝尔物理学奖。

能量子、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式这种假说不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。总结提升第四部分高中物理选择性必修第三册课堂小结黑体、黑体辐射不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波黑体辐射的实验①各种波长的辐射强度都在增加；②辐射强度的最大值向短波方向移动。0302能量子振动的带电微粒，它们的能量是某一最小能量ε的整数倍，

ε

=

hν，能量是量子化的，只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。01黑体是个理想化的模型例题1例题精选01.高中物理选择性必修第三册

关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（）A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．物体温度越高，辐射强度越大C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色【参考答案】B解析例题解析02.高中物理选择性必修第三册【解析】A．所有物体均向外辐射电磁波，故A错误；B．根据黑体辐射的实验规律可知温度越高，辐射强度越大，故B正确；C．热辐射强度与材料种类及表面状况也有关，故C错误；D．常温下我们看到的不透明物体的颜色是物体反射光的颜色，透明物体的颜色是物体透过的光的颜色，故D错误。故选B。例题2例题精选03.高中物理选择性必修第三册

（多选）黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系。此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献，如图所示画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，从中可以看出（）A．温度越高，辐射电磁波的波长越短

B．温度越低，辐射电磁波的波长越长C．同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强

D．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同【参考答案】CD解析例题解析04.高中物理选择性必修第三册【解析】AB．无论温度高低，黑体都会产生各种波长电磁波，故AB错误；C．同一波长的辐射强度随