第 1节 普朗克黑体辐射理论 [学习目标要求] 1.了解黑体与黑体辐射的概念。2.了解黑体辐射的实验规律及黑体辐射电磁波的强度随波长的分布曲线。3.了解能量子的概念，了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点。 黑体与黑体辐射 黑体辐射的实验规律 1．黑体：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。 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。 3．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。 (1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加； (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。 [练一练] 对黑体的认识，下列说法正确的是( ) A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波 B．黑体是黑色的且其自身辐射电磁波 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关，还与材料的种类及其表面状况有关 D．黑体是一种理想化模型，实际物体没有绝对黑体 解析：D 黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外辐射电磁波，不一定是黑色的，A、B错误；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，与材料的种类及其表面状况无关，C错误；任何物体都会反射电磁波，只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一种理想化的模型，D正确。 能量子 1．定义：普朗克认为，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．能量子的表达式：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.62 607 015×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)。 3．能量的量子化：在微观世界中，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。 [判一判] (1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(√) (2)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(√) 学习任务一 对黑体及黑体辐射的理解 [导学探究] 黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况，但如果做一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，这个带小孔的空腔就可以模拟一个黑体，如图所示。 (1)为什么带小孔的空腔能够模拟黑体？ (2)黑体能否向外辐射电磁波？ 提示：(1)从外面射来的电磁波，经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。所以能够模拟黑体。 (2)黑体能够向外辐射电磁波。 [思维深化] 1．对黑体的理解 (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 比较项目 热辐射特点 吸收、反射特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关 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 完全吸收各种入射电磁波，不反射 注意：热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。 如图所示，关于黑体辐射的实验规律，下列说法正确的是( ) A．黑体不能完全吸收照射到它上面的光波 B．随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所增加 C．随着温度的升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．黑体辐射的强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关 解析：D 能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁波而不发生反射的物体称为黑体，选项A错误；由题图可知，随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所减小，选项B错误；随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项C错误；一般物体辐射电磁波的情况除了与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关， ... ...
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