《2018-2019版高中物理 第2章 波和粒子 2.1 撥開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 撥開黑體輻射的疑云課件 滬科版選修3-5.ppt（32頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2.1 撥開黑體輻射的疑云,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)度按波長的分布情況是：隨物體的溫度的升高，熱輻射中波長較短的電磁波成分越來越強(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)(材料的種類和表面狀況).,答案,[知識(shí)梳理] 1.熱輻射 (1)定義：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，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 入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生 ，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡稱黑體. (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 的方向移動(dòng).,增加,較短,[即學(xué)即用] 判斷下列說法的正誤. (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?。害牛?，其中ν是電磁波的頻率，h稱為___________.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.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.,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的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(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，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加 B.隨溫度降低，各種波長的輻射強(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)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng),答案,解析,解析

8、 由題圖可知，隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，當(dāng)溫度降低時(shí)，上述變化都將反過來.,√,√,√,圖2,針對(duì)訓(xùn)練1 關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是 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)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種 類及表面狀況有關(guān) C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及 表面狀況無關(guān) D.如果在一個(gè)空腔壁上開一個(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)度與其輻射光波長的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是,√,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、時(shí)間的長短和發(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的電磁波而不反射的物體，黑體輻射的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān). 實(shí)驗(yàn)表明，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有所增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(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，便可知道他的體溫是多少，關(guān)于其中原理，下列說法正確的是 A.人的體溫會(huì)影響周圍空氣溫度，儀器通過測(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)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)， 溫度高時(shí)輻射強(qiáng)且較長波長的成分強(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)普朗克能量子假說的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是 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,√,