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课件网) 高二物理（人教版2019） 第四章 原子结构和波粒二象性 普朗克黑体辐射理论 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？ 新课导入 1、热辐射 ⑴定义 任何物体在任何温度下都会辐射电磁波的现象。（热传递的三种方式之一） ⑵原因 物体分子无规则运动，辐射电磁波。 ⑶特点 物体温度高，辐射能量本领强，电磁波的短波成份多，长波成份少。（各种波长都有） （这种辐射是由物体的原子、分子受激发产生的，与温度有关，故称为热辐射） 投在炉中的铁块 800K 1000K 1200K 1400K 不发光→ 暗红→ 赤红→ 橘红→ 黄白色 例如，铁块随着温度升高： 注意： 激光、日光灯发光不是热辐射 2、实际热辐射的复杂性 T T 外来各种波长的辐射能 反射某些波长的辐射能 （随物而异） 吸收某些波长的辐射能 （随物而异） （故也随物而异） 发射各种波长的热辐射能 对热辐射规律的研究显得较复杂 不透明体 度 于 某 一 温 处 一、黑体与黑体辐射 T T 外来各种波长的辐射能 无任何反射 能全部吸收各种波长的辐射能 发射各种波长的热辐射能 不透明体 度 于 某 一 温 处 假设有这样一种物体 这种假设的物体称为黑体 不透明体 1、黑体 如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长（不仅是可见光）的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。 --理想模型 说明：黑体是一个理想化的物理模型，实际不存在. 一、黑体与黑体辐射 2、黑体的实验模型 对空腔加热 至某热平衡温度 对空腔加热 至某热平衡温度 T T 通过小孔进入腔内的辐射能反射回小孔出射的机会极小，几乎全部被腔壁吸收。 不透明材料空腔 开一小孔 小孔表面好比黑体 （吸收全部入射的辐射能而无反射） 带小孔的空腔就是一个黑体 （1）黑体辐射的特征：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关，而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。 3、黑体辐射 （2）黑体看上去不是一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，例如：炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被看作黑体来处理。 4、黑体辐射实验规律 辐射强度:单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能，称为辐射强度。 发现：随温度的升高 ⑴各种波长的辐射强度都在增加； ⑵辐射强度的最大值向波长较短的方向移动 黑体辐射的实验规律： 维恩 瑞利 瑞利 ─ 金斯线 维恩线 （1）维恩的经验公式：短波符合，长波不符合； （2）瑞利 ─ 金斯公式：长波符合，短波荒唐 新课讲授 5、黑体辐射两种经典解释 在紫外线一端，当波长趋于0时，辐射本领将趋于无穷大．这种情况被人们称为“紫外灾难”。 普朗克公式 普朗克找到了一个数学公式，它与实验吻合得非常完美。 维恩公式和瑞利———金斯公式，其实就是普朗克公式的特殊情况。 普朗克尝试从电磁学、力学、统计物理学等物理学的基本理论出发，把这个公式推导出来。 普朗克最终在1900年底发现，如果想推导出这个公式，就必须假定：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。 普朗克对黑体辐射理论解释 普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，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叫做能量子。 三、能量子 1、定义 2.表达式： ε＝hν ν带电粒子的振动频 ... ...
