《2018-2019版高中物理 第2章 波和粒子 2.1 撥開(kāi)黑體輻射的疑云課件 滬科版選修3-5.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第2章 波和粒子 2.1 撥開(kāi)黑體輻射的疑云課件 滬科版選修3-5.ppt（32頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2.1 撥開(kāi)黑體輻射的疑云,第2章 波和粒子,[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.了解熱輻射和黑體輻射的概念，了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律. 2.了解能量子的概念及其提出的科學(xué)過(guò)程. 3.了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn).,內(nèi)容索引,,知識(shí)探究 新知探究 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí),題型探究 重點(diǎn)難點(diǎn) 各個(gè)擊破,達(dá)標(biāo)檢測(cè) 當(dāng)堂檢測(cè) 鞏固反饋,知識(shí)探究,一、黑體與黑體輻射,[導(dǎo)學(xué)探究] 1.什么是熱輻射？這種輻射與溫度有何關(guān)系？,答案 物體在任何溫度下，都會(huì)發(fā)射電磁波，溫度不同，所發(fā)射的電磁波的頻率、強(qiáng)度也不同，這種現(xiàn)象叫做熱輻射. 輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況是：隨物體的溫度的升高，熱輻射中波長(zhǎng)較短的電磁波成分越來(lái)越強(qiáng).,答案,2.什

2、么是黑體輻射？它與熱輻射有什么不同？,答案 能夠完全吸收各種波長(zhǎng)的電磁波而不產(chǎn)生反射的物體，叫做黑體. 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，而熱輻射還與其他因素有關(guān)(材料的種類(lèi)和表面狀況).,答案,[知識(shí)梳理] 1.熱輻射 (1)定義：我們周?chē)囊磺形矬w都在輻射電磁波，這種輻射與 有關(guān)，所以叫熱輻射. (2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的 而有所不同. 2.黑體 (1)定義：某種物體能夠 入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生 ，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體. (2)黑體輻射特點(diǎn)：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的 有關(guān).,物體的溫度,溫度,完全

3、吸收,溫度,反射,[即學(xué)即用] 判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)黑體一定是黑色的物體.( ) (2)能吸收各種電磁波而不反射電磁波的物體叫黑體.( ) (3)只有高溫物體才能輻射電磁波.( ) (4)溫度越高，黑體輻射電磁波的強(qiáng)度越大.( ),,,答案,√,√,[導(dǎo)學(xué)探究] 1.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布如圖1所示，當(dāng)溫度從750 K升高到6 000 K時(shí)，各種波長(zhǎng)的電磁波的輻射強(qiáng)度怎么變化？輻射強(qiáng)度極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)如何變化？,二、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,答案,圖1,答案 變強(qiáng).輻射強(qiáng)度極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，即變短.,2.你認(rèn)為現(xiàn)實(shí)生活中存在理想的黑體嗎？,答案,答案 現(xiàn)實(shí)生活中不存在理想的

4、黑體，實(shí)際的物體都能輻射紅外線(電磁波)，也都能吸收和反射紅外線(電磁波)，絕對(duì)黑體不存在，是理想化的模型.,[知識(shí)梳理] 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 1.隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都 . 2.隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng) 的方向移動(dòng).,增加,較短,[即學(xué)即用] 判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)黑體是一種客觀存在的物質(zhì).( ) (2)黑體輻射隨溫度升高強(qiáng)度變強(qiáng).( ),,√,答案,[導(dǎo)學(xué)探究] 某激光器能發(fā)射波長(zhǎng)為λ的激光，那么激光光量子的能量可以取任意值嗎？是連續(xù)的還是一份一份的？設(shè)普朗克常量為h，那么每個(gè)激光光量子的能量是多少？如果激光發(fā)射功率為P，那么每秒鐘發(fā)射多少個(gè)光量

5、子？,三、能量子,答案,答案 光量子的能量是不連續(xù)的，而是一份一份的，每個(gè)光量子的能量E＝hν，,[知識(shí)梳理] 能量子 1.定義：普朗克認(rèn)為，振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的 ，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位 地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做 . 2.能量子大小：ε＝ ，其中ν是電磁波的頻率，h稱為_(kāi)__________.h＝6.62610－34Js(一般取h＝6.6310－34 Js). 3.能量的量子化：在微觀世界中能量是 的，或者說(shuō)微觀粒子的能量是 的.,整數(shù)倍,能量子,一份一份,hν,分立,量子化,普朗克常量

6、,[即學(xué)即用] 1.判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)微觀粒子的能量只能是能量子的整數(shù)倍.( ) (2)能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比.( ),√,答案,√,2.人眼對(duì)綠光較為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530 nm的綠光時(shí)，只要每秒鐘有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺(jué).普朗克常量為6.6310－34 Js，真空中光速為3108 m/s，則人眼能察覺(jué)到綠光時(shí)所接收到的最小功率是 A.2.310－18 W B.3.810－19 W C.7.010－10 W D.1.210－18 W,答案,解析,√,解析 因只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺(jué).,題型探究,一、黑

7、體輻射的規(guī)律,1.一般物體的輻射與黑體輻射的比較,特別提示 (1)熱輻射不一定需要高溫，任何物體任何溫度均存在熱輻射，只是溫度越高，輻射的能量越多，電磁波的短波成分越多. (2)并不是所有的發(fā)光都是熱輻射，如激光、日光燈發(fā)光不是熱輻射. 2.隨著溫度的升高，黑體輻射的各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng).,例1 (多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖2所示，由圖可知 A.隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加 B.隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加 C.隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) D.隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng),答案,解析,解析

8、 由題圖可知，隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，當(dāng)溫度降低時(shí)，上述變化都將反過(guò)來(lái).,√,√,√,圖2,針對(duì)訓(xùn)練1 關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A.黑體不僅能吸收電磁波，也能反射電磁波 B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種 類(lèi)及表面狀況有關(guān) C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及 表面狀況無(wú)關(guān) D.如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表 面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體,答案,√,1.物體在發(fā)射或接收能量的時(shí)候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”

9、地過(guò)渡到另一狀態(tài)，而不可能停留在不符合這些能量的任何一個(gè)中間狀態(tài). 2.在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)我們可以認(rèn)為：物體的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，能量變化是連續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時(shí)必須考慮能量量子化. 3.能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是電磁波的頻率.,二、能量子的理解和計(jì)算,例2 (多選)對(duì)于帶電微粒的輻射和吸收能量時(shí)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是 A.以某一個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收 B.輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍 C.吸收的能量可以是連續(xù)的 D.輻射和吸收的能量是量子化的,解析 帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)是以最小能量值——能量子ε的整數(shù)倍或一份一份地輻射或

10、吸收的，是不連續(xù)的，故選項(xiàng)A、B、D正確，C錯(cuò)誤.,答案,解析,√,√,√,針對(duì)訓(xùn)練2 “神光Ⅱ”裝置是高功率固體激光系統(tǒng)，利用它可獲得能量為2 400 J、波長(zhǎng)λ為0.35 μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6.6310－34 Js，真空中光速c＝3.0108 m/s，則該紫外激光所含光子數(shù)為多少個(gè)？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),答案,解析,答案 4.21021,2.解決此類(lèi)題目的關(guān)鍵是熟練掌握ε＝hν和c＝λν及E＝nε＝Pt等公式.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),A.T1>T2 B.T1

11、射規(guī)律的理解)(多選)在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開(kāi)一小孔，小孔可看做黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度.如圖3所示，就是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖像，則下列說(shuō)法正確的是,√,1,2,3,4,√,圖3,答案,解析,解析 一般材料的物體輻射能量的多少?zèng)Q定于物體的溫度(T)、輻射波的波長(zhǎng)、時(shí)間的長(zhǎng)短和發(fā)射的面積，而黑體是指在任何溫度下，能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不反射的物體，黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān). 實(shí)驗(yàn)表明，隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng).從題圖中可以看出，λ1T2，本題正確選項(xiàng)為A、D.,1,2,

12、3,4,2.(對(duì)熱輻射規(guī)律的理解)“非典”期間，很多地方用紅外線熱像儀監(jiān)測(cè)人的體溫，只要被測(cè)者從儀器前走過(guò)，便可知道他的體溫是多少，關(guān)于其中原理，下列說(shuō)法正確的是 A.人的體溫會(huì)影響周?chē)諝鉁囟?，儀器通過(guò)測(cè)量空氣溫度便可知道人的 體溫 B.儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射情況與被測(cè)者的溫度有關(guān) C.被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān)， 溫度高時(shí)輻射強(qiáng)且較短波長(zhǎng)的成分強(qiáng) D.被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān)， 溫度高時(shí)輻射強(qiáng)且較長(zhǎng)波長(zhǎng)的成分強(qiáng),√,1,2,3,4,答案,解析,解析 根據(jù)輻射規(guī)律可知，隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加；隨

13、著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng). 人的體溫的高低，直接決定了這個(gè)人輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度，通過(guò)監(jiān)測(cè)被測(cè)者輻射的紅外線的情況就可知道這個(gè)人的體溫，C正確.,1,2,3,4,3.(對(duì)能量子的理解)(多選)關(guān)于對(duì)普朗克能量子假說(shuō)的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A.振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一能量值ε B.帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍 C.能量子與電磁波的頻率成正比 D.這一假說(shuō)與現(xiàn)實(shí)世界相矛盾，因而是錯(cuò)誤的,1,2,3,4,解析 由普朗克能量子假說(shuō)可知帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，A錯(cuò)誤，B正確； 最小能量值ε＝hν，C正確.,答案,解析,√,√,4.(能量量子化的理解)硅光電池是將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能.若有N個(gè)波長(zhǎng)為λ0的光子打在硅光電池極板上，這些光子的總能量為(h為普朗克常量，真空中光速為c),答案,解析,1,2,3,4,√,