第四章　1　普朗克黑体辐射理论

第四章PULANGKEHEITIFUSHELILUN1

普朗克黑体辐射理论梳理教材夯实基础/探究重点提升素养/课时对点练1.了解黑体和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念，了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点．学习目标内容索引梳理教材夯实基础Part1探究重点提升素养Part2课时对点练Part3梳理教材夯实基础Part

11.黑体：某种物体能够

入射的各种波长的电磁波而不发生

，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．2.黑体辐射(1)定义：黑体虽然不

电磁波，却可以向外

电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射．(2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关．一、黑体与黑体辐射完全吸收反射反射辐射温度1.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有

.2.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长

的方向移动.二、黑体辐射的实验规律增加较短1.定义：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的

，这个不可再分的

叫作能量子.2.表达式：ε＝

.其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率.h称为

.h＝6.62607015×10－34J·s.3.能量的量子化：微观粒子的能量是

的，或者说微观粒子的能量是

的.三、能量子整数倍最小能量值εhν普朗克常量量子化分立1.判断下列说法的正误.(1)黑体一定是黑色的物体.(

)(2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体.(

)(3)温度越高，黑体辐射各种波长的电磁波的强度越大.(

)(4)能量子的能量不是任意的，其大小与带电微粒的振动频率成正比.(

)(5)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，与材料的种类及表面状况无关.(

)×√√即学即用√√2.可见光波长的大致范围为400～760nm，波长为500nm的能量子ε＝

____________J.(c＝3.0×108m/s，h＝6.63×10－34J·s)返回3.978×10－19探究重点提升素养Part

2一、黑体与黑体辐射1.对黑体的理解(1)黑体是一个理想化的物理模型.(2)黑体看上去不一定是黑的，有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮.2.一般物体与黑体的比较

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、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3.黑体辐射的实验规律(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值.(2)随着温度的升高①各种波长的辐射强度都有增加；②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图所示.

(多选)关于对黑体的认识，下列说法正确的是A.黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种

类及表面状况有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及

表面状况无关D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表

面经多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个带小孔的空腔就近

似为一个黑体例1√√有些黑体自身辐射电磁波，看起来还会很明亮，所以黑体不一定是黑的，故选项A错误；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，与材料的种类及表面状况无关，故选项B错误，C正确；电磁波最终不能从空腔射出，因此这个带小孔的空腔就近似为一个黑体，故选项D正确.

(2021·临湘市期末)在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度.如图所示，就是黑体的辐射强度与波长的关系图像，则下列说法正确的是A.T1＜T2B.在同一温度下，波长越短的电磁波，辐射强度越大C.随着温度的升高，黑体辐射的强度都有所降低D.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动例2√由题图可知，同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间，故B错误；由题图可知，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，从题图中可以看出λ1<λ2，则T1>T2，故A、C错误，D正确.二、能量子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ε的整数倍，例如可能是ε或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.这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子.(2)能量子表达式：ε＝hνν是带电微粒的振动频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h＝6.62607015×10－34J·s.(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，这种现象叫作能量的量子化.2.对能量量子化的理解(1)物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态.(2)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑能量量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化.

(多选)1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是A.物质发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的B.能量子假说中将每一份最小能量值，称为“能量子”C.能量子假说中的能量子的能量ε＝hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普

朗克常量D.能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的√√例3√能量子假说认为，物体发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份最小能量值，称为“能量子”，能量子的能量ε＝hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，A、B、C正确.

(2019·江苏卷)在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ＝6.4×10－7m，每个激光脉冲的能量E＝1.5×10－2J.求每个脉冲中的光子数目.(已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108m/s.计算结果保留一位有效数字)例4答案5×1016个代入数据得n≈5×1016个.返回课时对点练Part

3考点一黑体黑体辐射1.(2021·苏州市相城高中高二期中)在抗击新冠病毒的战役中，非接触式温度计在公共场所被广泛应用，其测温原理是基于黑体辐射规律.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图像中，符合黑体辐射实验规律的是基础对点练√123456789101112随着温度的升高，黑体辐射的强度与波长的关系为：一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.由此规律可知选项A正确.1234567891011122.关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是A.黑体是真实存在的B.普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，

与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元C.随着温度升高，黑体辐射的各波长的波的强度有些会增强，有些会减弱D.黑体辐射无任何实验依据√123456789101112黑体并不是真实存在的，A错误；普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故B正确；随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，故C错误；黑体辐射是有实验依据的，故D错误.1234567891011123.(2021·绍兴市诸暨中学高二期中)关于黑体辐射，下列说法正确的是A.一切物体只有在吸收电磁波的同时才会辐射电磁波B.黑体在不断地辐射电磁波，且温度越高最强辐射波的波长越长C.黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，因此肉眼看不到黑体D.黑体辐射电磁波的能量是不连续的，而是某个能量值的整数倍√123456789101112123456789101112自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故A错误；黑体在不断地辐射电磁波，且温度越高最强辐射波的波长越短，故B错误；黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射电磁波，肉眼能看到黑体，故C错误；根据量子化的理论，黑体辐射电磁波的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故D正确.4.(多选)(2021·黑龙江期末)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是A.黑体能够完全透射照射到它上面的光波B.随着温度降低，各种波长的光辐射强度都有所增加C.随着温度升高，辐射强度极大值向波长较长的方

向移动D.黑体的辐射强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关√123456789101112√123456789101112能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体，因此黑体能够完全透射照射到它上面的光波，故A正确；由题图可知，随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所减小，故B错误；随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C错误；黑体的辐射强度只与它的温度有关，故D正确.考点二能量子5.(2021·江苏响水中学高二期中)为了解释黑体辐射的实验规律，提出了能量子假设的科学家是A.安培 B.普朗克C.奥斯特 D.爱因斯坦√123456789101112为了解释黑体辐射的实验规律，德国的物理学家普朗克首次提出了能量子假设，故选B.6.(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值εB.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍C.能量子与电磁波的频率成正比D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的123456789101112由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，A、D错误，B正确；能量子ε＝hν，与电磁波的频率ν成正比，C正确.√√7.太阳光含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，对这七种色光的认识正确的是A.紫光的波长最长

B.红光的能量子最强C.七种色光的能量子均相同

D.紫光的能量子最强√123456789101112由电磁波谱可知，紫光的波长最短，A错误；由ε＝hν可知，光的频率越大光的能量子越强，因七种色光中，紫光的频率最大，则紫光的能量子最强，B、C错误，D正确.8.两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光子数之比为4∶5，则这两束光的光子能量和波长之比为A.4∶5

4∶5 B.5∶4

5∶4C.5∶4

4∶5 D.4∶5

5∶4√123456789101112123456789101112两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打到物体表面的光子数之比为4∶5，根据E＝Nε可得光子能量之比为5∶4，再根据ε＝hν＝

，光子能量与波长成反比，故光子波长之比为4∶5，故C正确，A、B、D错误.9.人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子(能量子)射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是A.2.3×10－18W B.3.8×10－19WC.7.0×10－10W D.1.2×10－18W√12345678910111212345678910111210.(多选)(2021·衡水中学月考)某半导体激光器发射波长为1.5×10－6m，功率为5.0×10－3W的连续激光.已知可见光波长的数量级为10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108m/s，该激光器发出的A.是紫外线B.是红外线C.光子能量约为1.3×10－18JD.光子数约为每秒3.8×1016个√123456789101112能力综合练√波长的大小大于可见光的波