4.1 普朗克黑体辐射理论 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

4.1 普朗克黑体辐射理论 基础知识导学 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． 二、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波长较短的方向移动． 三、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． 基础小题试练 1.普朗克在1900年提出了量子假说，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有量子化特征的是( ) A.人的个数 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.物体的长度 2.关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是( ) A.一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，所以看起来是黑色的 C.随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加 D.黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 3.“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是( ) A.I增大，λ增大 B.I增大，λ减小 C.I减小，λ增大 D.I减小，λ减小 4.如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是( ) A. 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.普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 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，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体 答案以及解析 1.答案：A 解析：依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地进行变化，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A选项，B、C、D都是连续的，选项A正确。 2.答案：C 解析：一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关，故A错误； 黑体是指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，但并不是看起来是黑色的，故B错误； 根据量子化的理论，黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确，D错误。故选C。 3.答案：B 解析：黑体辐射的实验规律如图 特点是，随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强度I增大；随着温度的升高，辐射强度的峰值向波长较短的方向移动，所以λ减小。故选B。 4.答案：B 解析：A.由图可知，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，所以，故A正确，不符合题意：B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意；C.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好的解释了黑体辐射的实验规律故C正确，不符合题意；D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小子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，就相当于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确，故选B。 ... ...