普朗克黑体辐射理论 高中物理选修教案教学设计 人教版
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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。
4.1普朗克黑体辐射理论教学设计课题普朗克黑体辐射理论单元 4 学科物理年级选修3学习目标物理观念:知道黑体辐射、能量子的概念科学思维:掌握黑体辐射的规律,提高分析问题、解决问题的能力。
科学探究:通过对黑体辐射的规律的探究,揭示实验规律,学会与他人合作交流,培养探究意识,提高实验能力。
科学态度与责任:学会解释黑体辐射的规律,实事求是,理解能量子、光子,培养探索科学的兴趣。
重点掌握黑体辐射的规律,理解能量子的概念,提高分析问题、解决问题的能力。
难点掌握黑体辐射的规律,理解能量子的概念,提高分析问题、解决问题的能力。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图新课导入一个烧红的铁片从中间到两边的颜色会发生变化,这种变化是由于什么引起的?物体由于具有温度会向周围辐射电磁波,温度不同,不同频率的电磁波辐射的强度不同,表现出不同的颜色。
思考同一个烧红的铁片,产生不同颜色的原因是什么。
结合生活中常见的现象,引出较为抽象的新知识。
新课讲授一、黑体与黑体辐射物体表面能够吸收和反射外界射来的电磁波。
如果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,理解黑体的概念。
在介绍黑体过程中应强调黑体是一种理想化模型。
让学生明白黑体是为了研究理想条件下,物体的辐射规律产生的。
简称黑体。
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反射和吸收,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绝对黑体。
二、黑体辐射的实验规律黑体辐射: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。
黑体辐射特征: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。
特点:随温度的升高➢随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加;➢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。
一般物体与黑体的比较现实生活中不存在理想的黑体,实际的物体都能辐射红外线(电磁波),也都能吸收和反射红外线(电磁波),绝对黑体不存在,是理想化的模型。
《普朗克黑体辐射理论》学历案(第一课时)一、学习主题本学习主题为《普朗克黑体辐射理论》。
普朗克是物理学中的一颗璀璨之星,其黑体辐射理论在物理历史上有着重要的地位。
学习此主题旨在使学生了解并掌握普朗克黑体辐射理论的基本概念、原理及其在物理学中的应用,为后续的物理学习打下坚实的基础。
二、学习目标1. 知识与理解:掌握黑体辐射的基本概念,理解普朗克黑体辐射理论的提出背景及主要内容。
2. 过程与方法:通过实验观察和数据分析,了解黑体辐射的规律,培养观察、分析和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观:培养学生对物理学的好奇心和探索精神,增强学生的科学素养和创新能力。
三、评价任务1. 知识性评价:通过课堂小测验、课堂回答问题等形式,检验学生对黑体辐射及普朗克理论相关知识的掌握情况。
2. 技能性评价:通过实验操作、实验报告等形式,评价学生观察、分析和解决问题的能力。
3. 过程性评价:通过学生的课堂表现、参与度、合作能力等方面,评价学生的学习态度和情感态度。
四、学习过程1. 导入新课:通过回顾前一个课题的内容,引出黑体辐射的概念,并介绍普朗克黑体辐射理论的背景。
2. 新课学习:讲解普朗克黑体辐射理论的基本概念、原理及在物理学中的应用。
通过实验观察和数据分析,让学生了解黑体辐射的规律。
3. 课堂互动:组织学生进行课堂讨论,让学生分享对普朗克黑体辐射理论的理解和看法。
教师根据学生的讨论情况,进行针对性的指导和讲解。
4. 课堂小结:总结本节课的学习内容,强调重点和难点,回答学生的疑问。
五、检测与作业1. 课堂检测:进行课堂小测验,检验学生对普朗克黑体辐射理论相关知识的掌握情况。
2. 作业布置:布置与普朗克黑体辐射理论相关的作业题,包括选择题、填空题和简答题等。
要求学生通过查阅资料、思考和练习等方式,巩固所学知识。
3. 实验报告:要求学生完成实验报告,包括实验目的、实验步骤、实验数据及分析等内容。
通过实验报告的评价,检验学生的实验能力和分析问题的能力。
4.1普朗克黑体辐射理论一:知识精讲归纳考点一、黑体与黑体辐射1.黑体: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(1)定义: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.(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温度有关.技巧归纳:(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.考点二: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的整数倍,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子.2.表达式:ε=hν.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称为普朗克常量.h=6.626 070 15×10-34 J·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.技巧归纳: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,不必考虑量子化;在研究微观粒子时必须考虑能量量子化.二:考点题型归纳题型一:黑体与黑体辐射1.(2022春·湖南益阳·高二校联考期末)关于黑体及黑体辐射,下列说法正确的是()A.温度升高,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动B.温度升高,辐射强度的极大值向频率较高的方向移动C.黑体既反射电磁波,也向外辐射电磁波D.爱因斯坦最先提出了能量子的概念,很好的解释了黑体辐射2.(2022春·江苏徐州·高二统考期中)关于黑体和黑体辐射,下列说法正确的是()A.黑体一定是黑色的B.黑体可以反射电磁波C.黑体辐射规律表明,电磁波的能量是不连续的D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的形状有关3.(2021春·浙江绍兴·高二诸暨中学期中)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.黑体在不断的辐射电磁波,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题型二:黑体辐射实验规律f v 4.(2023春·陕西榆林·高二校考期中)某气体在1T、2T两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示,纵坐标()表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比,横坐标v表示分子的速率;而黑体辐射的实验规律如图乙所示,图乙中画出了1T、2T两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系,下列说法正确的是()A.图甲中1T>2T,图乙中1T>2T B.图甲中1T<2T,图乙中1T<2TC.图甲中1T<2T,图乙中1T>2T D.图甲中1T>2T,图乙中1T<2T5.(2023秋·宁夏吴忠·高二吴忠中学校考期末)有关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。