黑体与黑体辐射

1．普朗克黑体辐射理论1．知道黑体与黑体辐射，知道黑体辐射的实验规律及理论解释。

2．了解能量子假说，了解普朗克提出的能量子假说的意义，学习科学家的科学探究精神。

3．了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会能量量子化的提出对人们认识物质世界的影响。

知识点 1 黑体与黑体辐射1．黑体(1)定义：某种物体能够__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。

(3)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__温度__有关。

2．黑体辐射的实验规律(1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有__增加__；(2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长__较短__的方向移动。

知识点 2 能量子1．普朗克的假设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__整数倍__。

即能的辐射或者吸收只能是__一份一份__的。

这个不可再分的最小能量值ε叫作__能量子__。

2．能量子公式ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为__普朗克常量__。

h＝__6.626×10－34__ J·s。

(一般取h＝6.63×10－34J·s)3．能量的量子化微观粒子的能量是__量子化__的，或者说微观粒子的能量是__分立__的。

这种现象叫能量的量子化。

探究黑体辐射的规律┃┃情境导入__■黑体辐射电磁波的强度按波长的分布如图所示，当温度从1 300 K升高到1 700 K时，各种波长的电磁波的辐射强度怎么变？辐射强度极大值对应的波长如何变化？提示：变强；辐射强度极大值向波长较短的方向移动，即变短。

┃┃要点提炼__■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。

第四章原子结构和波粒二象性第1节普朗克黑体辐射理论【学习目标】1．知道黑体、黑体辐射的概念。

2．了解黑体辐射的实验规律。

3．知道能量子的概念，会计算能量子大小。

4．了解普朗克量子假说。

预习学案一、黑体与黑体辐射黑体辐射的实验规律1．黑体能够完全入射的各种波长的电磁波而不发生的物体。

2．黑体模型如图所示，在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会发生多次和，最终不能从空腔射出。

这个带小孔的空腔就可以近似为一个。

黑体是一个理想化的物理模型。

3．黑体辐射黑体虽然不电磁波，却可以向外电磁波，这种辐射叫作黑体辐射。

4．黑体辐射的实验规律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，如图所示。

二、能量子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。

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地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫作。

2．能量子大小ε＝hν，其中ν是带电微粒的振动频率，h称为，h＝6.626 070 15×10－34J·s （一般取h＝6.63×10－34 J·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。

课堂学案：［典例1］［多选］黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（）A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动［典例2］［多选］某半导体激光器发射波长为1.5×10－6 m，功率为5.0×10－3 W的连续激光。

已知可见光波长的数量级为10－7 m，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，该激光器发出的（）A．是紫外线B．是红外线C．一个光子的能量约为1.3×10－18 J D．光子数约为每秒3.8×1016个达标学案：1．能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．牛顿提出的微粒说D．惠更斯提出的波动说2．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3．［多选］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，是因为黑体也可以向外辐射电磁波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4．对黑体辐射电磁波的强度按波长的分布有影响的因素是（）A．温度B．材料C ．表面状况D ．以上都正确5．［多选］下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的是（ ）A ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加B ．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C ．黑体热辐射的强度与波长无关D ．黑体辐射无任何规律6．［多选］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。

高中物理黑体辐射的三个公式（一）、黑体与黑体辐射1、热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，因此叫做热辐射。

2、黑体：能够完全吸收入射的各种电磁波而不发生反射的物体叫做黑体。

3、黑体辐射：(1)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。

(2)随温度的升高，各种波长的电磁波的辐射强度都有增强；辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

（二）、普朗克的能量量子化假说1、能量量子化：黑体的空腔壁由大量振子（振动着的带电微粒）组成，其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，并以这个最小能量值为单位不断地辐射或吸收能量。

2、能量子：（1）定义：不可再分的最小能量值ε。

（2）关系式：ε=hν，ν是电磁波的频率_；h是普朗克常数，h=________。

（一）基本概念1光电效应：金属及其化合物在光（包括不可见光）的照射下，释放电子的现象叫做光电效应。

2光电子：在光电效应现象中释放出的电子叫做光电子。

3光电流：在光电效应现象中释放出的光电子在外电路中运动形成的电流叫做光电流。

4.光照强度：单位时间照到单位面积上光子的总能量。

公式A=Nh/tS5.逸出功：使电子从金属中逸出所需做功的最小值叫做这种金属的逸出功，不同金属的逸出功不同，同一种金属的逸出功一定。

6.金属的截止频率：电子吸收频率为的光子能量后，刚能够电离，即刚能克服逸出功。

这种光子的频率等于金属的截止频率。

（二）光电效应的规律规律1.产生条件：任何一种金属，都有一个极限频率（又叫截止频率，以ν0表示），入射光的频率低于这个频率就不能发生光电效应。

（1）实验现象：可见光照射锌板，无论光有多强，照射时间有多长，验电器箔片不张开；弧光灯（产生紫外线）照射，无论光多微弱，照射时间多短，箔片都会张开。

（2）经典电磁理论解释：电子会吸收多个光子，能量累加，总会飞出去。

事实是“可见光照射锌板，无论光有多强，照射时间有多长，验电器箔片不张开”，所以无法解释，需出现新理论。

普朗克黑体辐射理论教学目标1.知道黑体与黑体辐射，知道黑体辐射的实验规律及理论解释。

2.了解能量子假说，领会科学解释中的科学假说方法。

3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会能量量子化的提出对人们认识物质世界的影响。

教学重难点教学重点1.通过对不同温度下黑体辐射强度与波长关系的实验图像的分析，让学生感悟以实验为基础的科学探究方法。

教学难点1.认识能量量子化假说。

教学准备弹簧振子、多媒体课件教学过程新课引入情景引入：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呢？讲授新课一、黑体与黑体辐射在介绍黑体和黑体辐射之前，先回顾“热辐射”的知识。

1.热辐射定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。

2.黑体教师设问：对于一般物体，除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波，也就无法排除物体反射外界电磁波的影响而单独研究热辐射。

有没有能完全吸收电磁波的物体？它是怎样吸收电磁波的？实例分析：如图4.1-1，在空腔壁上开一个很小的孔，从小孔射入空腔的光能反射出来吗？能看清小孔里的情形吗？射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，我们也就不能看清小孔里的情形。

定义：这种能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体就是绝对黑体，简称黑体。

带小孔的空腔就可以近似为一个绝对黑体。

3.黑体辐射定义：黑体虽然不能反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫做黑体辐射。

为什么要研究黑体辐射呢？大量实验结果表明，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。

所以，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。

二、黑体辐射的实验规律如图 4.1-2是黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，横坐标是辐射电磁波的波长，纵坐标表示对应波长电磁波的辐射强度。