高中物理黑体辐射教案
普朗克黑体辐射理论(学案)——高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
第四章原子结构和波粒二象性第1节普朗克黑体辐射理论【学习目标】1．知道黑体、黑体辐射的概念。
2．了解黑体辐射的实验规律。
3．知道能量子的概念，会计算能量子大小。
4．了解普朗克量子假说。
预习学案一、黑体与黑体辐射黑体辐射的实验规律1．黑体能够完全入射的各种波长的电磁波而不发生的物体。
2．黑体模型如图所示，在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会发生多次和，最终不能从空腔射出。
这个带小孔的空腔就可以近似为一个。
黑体是一个理想化的物理模型。
3．黑体辐射黑体虽然不电磁波，却可以向外电磁波，这种辐射叫作黑体辐射。
4．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。
二、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。
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地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫作。
2．能量子大小ε＝hν，其中ν是带电微粒的振动频率，h称为，h＝6.626 070 15×10－34J·s （一般取h＝6.63×10－34 J·s）。
3．能量的量子化微观粒子的能量是的，或者说微观粒子的能量是的。
课堂学案：［典例1］［多选］黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（）A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动［典例2］［多选］某半导体激光器发射波长为1.5×10－6 m，功率为5.0×10－3 W的连续激光。
已知可见光波长的数量级为10－7 m，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，该激光器发出的（）A．是紫外线B．是红外线C．一个光子的能量约为1.3×10－18 J D．光子数约为每秒3.8×1016个达标学案：1．能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．牛顿提出的微粒说D．惠更斯提出的波动说2．关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（）A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．物体温度越高，辐射强度越大C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色3．［多选］下列说法正确的是（）A．只有温度高的物体才会有热辐射B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量C．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以向外辐射电磁波D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关4．对黑体辐射电磁波的强度按波长的分布有影响的因素是（）A．温度B．材料C ．表面状况D ．以上都正确5．［多选］下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的是（ ）A ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加B ．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C ．黑体热辐射的强度与波长无关D ．黑体辐射无任何规律6．［多选］在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。
2.1拨开黑体辐射的疑云-沪科教版选修3-5教案
2.1 拨开黑体辐射的疑云-沪科教版选修3-5教案1. 教学目标1.了解电磁辐射的基本概念和种类；2.了解黑体辐射的特点，理解普朗克“量子化假设”；3.掌握斯特藩–玻尔兹曼定律，学会计算黑体辐射功率；4.学会使用太阳光度测量仪，进行太阳光谱的观测；5.培养学生的思辩能力和科学探究精神。
2. 教学重点1.黑体辐射的特点；2.普朗克“量子化假设”；3.斯特藩–玻尔兹曼定律；4.计算黑体辐射功率。
3. 教学方法1.讲授法；2.实验法；3.讨论法。
4. 教学过程【Step 1】导入新课老师可以放一段视频，让学生们观察太阳的形态，引导学生对太阳的光谱进行初步探究。
【Step 2】概念的讲解黑体辐射是指一种理想化的辐射体，在不考虑辐射线的干扰下所发出的辐射。
普朗克“量子化假设”揭示了黑体辐射的发射规律，斯特藩–玻尔兹曼定律则描述了黑体辐射的功率密度与温度之间的关系。
【Step 3】实验操作在实验室进行黑体辐射的实验，并且进行数据的收集和处理。
学生可以根据收集到的数据计算黑体辐射功率。
【Step 4】思辨性讨论让学生们讨论太阳的光谱特征，并且开展一场关于太阳光度测量仪的讨论。
学生可以提出一些猜想，进行实验验证，以培养学生的思辩能力和科学探究精神。
【Step 5】教学实施教师可以运用讲授、实验、讨论的方式进行教学，引导学生主动思考，通过实验来加深对黑体辐射的认识和理解，探究太阳的光谱特征，并且形成自己的思考和见解。
5. 教学评价通过课堂教学，学生可以了解电磁辐射的基本概念和种类，了解黑体辐射的特点，理解普朗克“量子化假设”，掌握斯特藩–玻尔兹曼定律，并且学会计算黑体辐射功率。
通过太阳光度测量仪的实验，学生也掌握了测量仪器测量太阳光谱的方法和步骤，并且学会使用实验数据进行推理和归纳。
在教学中，教师注重引导学生思考和讨论，培养学生的探究能力和科学思维，同时在课后还可以通过作业和考试等方式对学生进行评价和检测。
普朗克黑体辐射理论+示范教案
普朗克黑体辐射理论教学目标1.知道黑体与黑体辐射，知道黑体辐射的实验规律及理论解释。
2.了解能量子假说，领会科学解释中的科学假说方法。
3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会能量量子化的提出对人们认识物质世界的影响。
教学重难点教学重点1.通过对不同温度下黑体辐射强度与波长关系的实验图像的分析，让学生感悟以实验为基础的科学探究方法。
教学难点1.认识能量量子化假说。
教学准备弹簧振子、多媒体课件教学过程新课引入情景引入：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呢？讲授新课一、黑体与黑体辐射在介绍黑体和黑体辐射之前，先回顾“热辐射”的知识。
1.热辐射定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。
2.黑体教师设问：对于一般物体，除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波，也就无法排除物体反射外界电磁波的影响而单独研究热辐射。
有没有能完全吸收电磁波的物体？它是怎样吸收电磁波的？实例分析：如图4.1-1，在空腔壁上开一个很小的孔，从小孔射入空腔的光能反射出来吗？能看清小孔里的情形吗？射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，我们也就不能看清小孔里的情形。
定义：这种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就是绝对黑体，简称黑体。
带小孔的空腔就可以近似为一个绝对黑体。
3.黑体辐射定义：黑体虽然不能反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫做黑体辐射。
为什么要研究黑体辐射呢？大量实验结果表明，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。
所以，它可能反映了某种具有普遍意义的客观规律，人们因此对黑体辐射进行了深入的实验及理论研究。
二、黑体辐射的实验规律如图 4.1-2是黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，横坐标是辐射电磁波的波长，纵坐标表示对应波长电磁波的辐射强度。
人教版物理高中必修第三册《5 能量量子化》优秀教案教学设计
5能量量子化[学习目标] 1.了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射．(重点)2.了解黑体辐射的实验规律，了解黑体辐射的强度与波长的关系．(重点)一、黑体与黑体辐射1．热辐射我们周围的一切物体都在辐射电磁波．这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射．物体热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强．2．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．3．黑体辐射的实验规律(1)一般材料的物体，辐射电磁波的情况，除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．(2)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．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．维恩和瑞利的理论解释(1)建立理论的基础：依据热学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释．(2)维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大．(3)瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”．二、能量子1．普朗克的假设振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍．即能的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子．2．能量子公式ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6．626×10－34 J·s.(一般取h＝6.63×10－34J·s)3．能量的量子化在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．这种现象叫能量的量子化．4．普朗克理论(1)借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝．(2)普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．(√)(2)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大．(√)(3)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．(√)(4)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．(√)(5)光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的．(×)2．(多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是()A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高BC[由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种波长的波的。
高中物理黑体辐射理论教案
高中物理黑体辐射理论教案
一、教学目标：
1. 了解黑体辐射的基本概念和性质；
2. 掌握黑体辐射公式的推导和应用；
3. 理解黑体辐射的重要性以及与热力学的关系。
二、教学内容：
1. 黑体辐射的定义和性质；
2. 黑体辐射公式的推导；
3. 黑体辐射的应用。
三、教学步骤及教学重点：
1. 黑体辐射的基本概念和性质（10分钟）
- 介绍黑体辐射的定义和性质；
- 讲解黑体吸收和发射辐射的特点。
2. 黑体辐射公式的推导（20分钟）
- 介绍黑体辐射的普朗克公式；
- 推导黑体辐射公式的基本原理；
- 解释黑体辐射公式中的各个参数的含义。
3. 黑体辐射的应用（15分钟）
- 探讨黑体辐射在实际生活中的应用；
- 分析黑体辐射与热力学的关系。
四、教学评估及作业布置：
1. 设计一道与黑体辐射相关的习题，考察学生对黑体辐射的理解和应用能力；
2. 布置黑体辐射实验报告，让学生实际操作测量黑体辐射现象。
五、教学延伸：
1. 扩展讨论黑体辐射的历史背景和发展；
2. 探讨黑体辐射在天文学和宇宙学中的应用。
六、教学反思：
1. 教学内容是否符合学生的认知水平和学习兴趣；
2. 学生对于黑体辐射的理解和应用是否到位；
3. 是否需要调整教学方法和手段，提高教学效果。
1普朗克黑体辐射理论-人教版高中物理选择性必修第三册(2019版)教案
1. 普朗克黑体辐射理论-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案1.1 教学目标•理解黑体辐射现象，能够解释普朗克黑体辐射理论的提出•掌握普朗克黑体辐射公式的使用，能够计算黑体辐射的能谱和总能量•了解普朗克常数和引入量子概念对物理学的影响1.2 教学重点•理解普朗克黑体辐射理论的提出和背景•掌握普朗克黑体辐射公式的使用1.3 教学难点•理解普朗克常数和引入量子概念对物理学的影响1.4 教学内容1.4.1 什么是黑体辐射黑体是指一种具有吸收所有射入它的辐射并且将射入它的能量全部转化成热能的理想物体。
黑体表现出的辐射现象称为黑体辐射。
黑体辐射在物理学领域中具有重要地位，无论是经典物理学还是现代物理学，都需要应用黑体辐射理论。
1.4.2 普朗克黑体辐射理论普朗克是德国物理学家，他在对热辐射问题的研究中，提出了普朗克黑体辐射理论。
这个理论的主要内容是：对于一个黑体，在某个频率范围内，它辐射出的能量是不连续的，即只能取决于频率，而与时间和强度无关，这个能量是由离散的能量元组成，每个能量元被称为光量子。
这个理论的提出，被认为是量子观念的开始。
1.4.3 普朗克黑体辐射公式普朗克通过理论计算，得到了一个与频率有关的黑体辐射的能量分布公式，即普朗克黑体辐射公式。
该公式为：$$ B_\ u(T) = {{2 h\ u^3}\\over {c^2}} {1\\over{e^{\\frac{h\ u}{kT}} - 1}} $$其中，B u(T)为单位时间内每单位面积对频率为u的辐射能量，T为黑体温度，ℎ为普朗克常数，k为玻尔兹曼常数，c为光速。
该公式是现代物理学一个重要的公式，也是普朗克对物理学作出的重要贡献之一。
1.4.4 普朗克常数和量子概念普朗克的公式中涉及到的普朗克常数ℎ，是一个非常重要的物理常数。
这个物理常数的意义在于，对于一切频率为u的辐射，它的能量都是由一些相同的能量单位E=ℎu组成的，也就是辐射能量是量子化的。
高中物理黑体辐射教案
高中物理黑体辐射教案教学内容：黑体辐射教学目标：1. 了解黑体辐射的基本概念和特点；2. 掌握黑体辐射的基本定律和公式；3. 能够应用黑体辐射的知识解决相关问题。
教学重点与难点：1. 掌握黑体辐射的基本特点和定律；2. 理解黑体辐射的能量密度和辐射强度的关系。
教学准备：1. 多媒体教学设备；2. 黑体辐射实验器材；3. 教材资料和课件。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 向学生介绍黑体辐射的概念和背景；2. 提出黑体辐射的重要性和应用领域。
二、讲解黑体辐射的基本概念和特点（10分钟）1. 解释黑体辐射的基本概念和特点；2. 引导学生理解黑体辐射的发射机制和辐射能量分布规律。
三、介绍黑体辐射的基本定律和公式（15分钟）1. 讲解黑体辐射的斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律；2. 推导黑体辐射的普朗克辐射定律和辐射强度公式。
四、展示黑体辐射实验器材进行实验演示（10分钟）1. 展示黑体辐射实验器材的结构和使用方法；2. 进行黑体辐射实验演示，让学生观察和探究黑体辐射现象。
五、讲解黑体辐射的应用与实践（10分钟）1. 解释黑体辐射在工程和科技领域的应用；2. 引导学生思考黑体辐射对人类社会的影响和作用。
六、总结与复习（5分钟）1. 总结黑体辐射的基本概念和定律；2. 复习黑体辐射的相关知识点。
教学反馈：1. 学生作业和练习；2. 学生对黑体辐射知识的掌握程度和应用能力的评估。
课后拓展：1. 自主学习相关领域的知识和文献；2. 开展黑体辐射相关的研究和实验。
教学评价：1. 学生在课堂上的积极参与和表现；2. 学生对黑体辐射知识的理解和应用能力。
4.1普朗克黑体辐射理论+教学设计2023-2024学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册
教学设计课程基本信息学科物理年级二年级学期春季课题普朗克黑体辐射理论教学目标1.知道黑体及黑体辐射，知道黑体辐射的实验规律和理论解释；2.了解能量子假说，体会假说在科学解释中的作用；3.了解宏观、微观粒子能量变化的特点，体会量子化对人类认识物质世界的影响。
教学内容教学重点：1. 能量子的概念教学难点：1. 黑体辐射实验规律的量子化解释。
教学过程一、新课引入19世纪末，经典物理学在各个领域都取得了很大的成功，比如在力学、热学和电磁学，当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中，认为物理学已经发展到头了。
开尔文勋爵也说道：科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。
但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。
但就是这两朵乌云，浇灌出了两个重要的理论，量子力学和相对论。
本课要学习的就是量子理论的第一步是如何踏出的。
二．新课讲解1.热辐射在炉火旁边，会感到温暖，火炉以辐射的形式向外辐射能量，即使火焰熄灭了，火炉仍然向外辐射红外线，只是感受不到。
热辐射：一切物体在任何温度下都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关。
热辐射的两条规律：1.温度升高，辐射强度变大，温度降低，辐射强度变小；2.室温下，辐射电磁波波长较长，高温下，辐射电磁波波长较短。
2.黑体与黑体辐射（1）概念在空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔中会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出。
这个小孔就可以看成一个绝对黑体。
定义：如果一个物体在任何温度下，都能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。
黑体辐射电磁波的规律只与黑体的温度有关，因而可以反映某种具有普通意义的客观规律。
（2）实验探究按照当时物理学的认识，每个带电微粒的振动都产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射。
于是，人们很自然地要依据热学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。
维恩公式在短波部分与实验结果吻合得很好，但长波却不行。
高中物理能量辐射实验教案
高中物理能量辐射实验教案
实验目的：通过实验，让学生了解能量辐射的基本原理，掌握能量辐射的相关知识，培养学生的实验技能和科学思维能力。
实验材料：黑色和白色两块物体、红外线探测仪、温度计、热板、计时器等。
实验步骤：
1. 将黑色物体和白色物体分别放在热板上加热，使它们的表面温度相同。
2. 使用红外线探测仪测量两个物体的辐射能量。
3. 使用温度计测量两个物体的表面温度。
4. 记录实验数据，并计算出两个物体的辐射能量和表面温度之间的关系。
实验要点：
1. 通过实验数据分析，黑色物体的辐射能量明显高于白色物体，这是因为黑色物体的辐射率高，能够更有效地吸收和辐射能量。
2. 辐射能量与温度的四次方成正比，即史蒂芬-波尔兹曼定律：\(E=\sigma T^4\)，其中E 表示辐射能量，T表示温度，sigma表示史蒂芬-波尔兹曼常数。
实验总结：
通过本实验，学生能够了解能量辐射的基本原理，掌握史蒂芬-波尔兹曼定律的应用，并培养实验技能和科学思维能力，为深入学习物理和应用知识打下基础。
《第四章 1 普朗克黑体辐射理论》学历案-高中物理人教版19选择性必修第三册
《普朗克黑体辐射理论》学历案（第一课时）一、学习主题本学习主题为《普朗克黑体辐射理论》。
普朗克是物理学中的一颗璀璨之星，其黑体辐射理论在物理历史上有着重要的地位。
学习此主题旨在使学生了解并掌握普朗克黑体辐射理论的基本概念、原理及其在物理学中的应用，为后续的物理学习打下坚实的基础。
二、学习目标1. 知识与理解：掌握黑体辐射的基本概念，理解普朗克黑体辐射理论的提出背景及主要内容。
2. 过程与方法：通过实验观察和数据分析，了解黑体辐射的规律，培养观察、分析和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观：培养学生对物理学的好奇心和探索精神，增强学生的科学素养和创新能力。
三、评价任务1. 知识性评价：通过课堂小测验、课堂回答问题等形式，检验学生对黑体辐射及普朗克理论相关知识的掌握情况。
2. 技能性评价：通过实验操作、实验报告等形式，评价学生观察、分析和解决问题的能力。
3. 过程性评价：通过学生的课堂表现、参与度、合作能力等方面，评价学生的学习态度和情感态度。
四、学习过程1. 导入新课：通过回顾前一个课题的内容，引出黑体辐射的概念，并介绍普朗克黑体辐射理论的背景。
2. 新课学习：讲解普朗克黑体辐射理论的基本概念、原理及在物理学中的应用。
通过实验观察和数据分析，让学生了解黑体辐射的规律。
3. 课堂互动：组织学生进行课堂讨论，让学生分享对普朗克黑体辐射理论的理解和看法。
教师根据学生的讨论情况，进行针对性的指导和讲解。
4. 课堂小结：总结本节课的学习内容，强调重点和难点，回答学生的疑问。
五、检测与作业1. 课堂检测：进行课堂小测验，检验学生对普朗克黑体辐射理论相关知识的掌握情况。
2. 作业布置：布置与普朗克黑体辐射理论相关的作业题，包括选择题、填空题和简答题等。
要求学生通过查阅资料、思考和练习等方式，巩固所学知识。
3. 实验报告：要求学生完成实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验数据及分析等内容。
通过实验报告的评价，检验学生的实验能力和分析问题的能力。
黑体辐射PPT教案
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3、振子只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量
由普朗克能量子假说从理论上推导出黑体的单色辐出度为：
e0 (,T ) 2hc 2 5
1
hc
普适函数。
k、c分别是玻尔兹曼
e kT 1
常数和光速。
e0 (,T )
实验曲线
普朗克假说不仅圆满地解释了黑 体的辐射问题，还解释了固体的比热 问题。它成为现代理论的重要组成部 分。
黑体辐射
§15-1 黑体辐射
黑体辐射属于热辐射问题中的一部分。
一、 热辐射（heat radiation）
实验表明：一切物体均以电磁波的形式向外辐射能量。 1、热辐射：能量的辐射与温度有关。 热辐射的特点：① 消耗物体的内能而实现电磁波的辐射； ② 固体和液体在任何温度下都可以进行热辐射； ③ 单位时间内辐射的能量与波长、温度以及物体的性质有关； ④ 热辐射的电磁波是连续的。
即黑体的单色辐出度， 就是所要寻找的普适函数。
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( 2 )黑体 : 能在任何温度下完全吸收辐射在它表面上的电磁波的物 体。称为绝对黑体，简称黑体。
用不透明材料制成的一空心容器，壁上开一小孔，可 看成黑体。
小孔表面也向外辐射能量，因为空腔内壁每一点都可以作为 次波源发出电磁波，由于电磁波的传播和反射，会形成电磁驻波， 其能量从小孔逸出，就形成黑体辐射。
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二、经典理论的困难：
* 经典认为饱和电流应该与光强成正比，光强越大，饱和电流应该越大，光电子的 初动能也该越大。与光的频率无关。但实验表明饱和电流不仅与光强有关而且与频率 有关，光电子初动能也与频率有关。
* 只要频率高于红限频率ν0 ，既使光强很弱也有光电流；频率低于红限频率时，无论 光强再大也没有光电流。而经典认为有无光电效应不应与频率有关。
教学设计1：4.1 普朗克黑体辐射理论
一.引入新课
在很多地方用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，你知道其中的道理吗？
二.进行新课
（一）黑体与黑体辐射
不透明的材料制成带小孔的空腔，此小孔可近似看作黑体。
1．黑体：如果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：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。
3．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。
例1：对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（ A ）
A．温度B．材料C．表面状况D．质量
（二）黑体辐射的实验规律
1.黑体辐射电磁波的强度按波长分布规律：
（1）温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。
（2）随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加。
（3）温度越高，辐射强度的极大值越大。
（4）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。
2.对黑体辐射规律的解释
德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。
结果导致理论与实验规律不符即维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离较大；瑞利公式在在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符。
瑞利公式是完全不根据经典物理学推导出来的。
为了推导与实验相吻合的公式，普朗克提出了能量子假说，其公式与实验数据吻合得非常完美！。
高中物理黑体辐射教案
1：背景知识介绍：19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。
”也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。
正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。
下面我们将首先说什么是黑体和黑体辐射，在这之前，先了解一下热辐射的定义：（1）热辐射现象固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。
概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体【例1】下列叙述正确的是( )A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波[解析]根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状态有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；由黑体的定义知D正确。
1 普朗克黑体辐射理论-人教版高中物理选择性必修 第三册(2019版)教案
1. 普朗克黑体辐射理论-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案1.1 普朗克黑体辐射理论简介•黑体辐射：指在各种温度下，热能无差别地从物体中散发出来的光辐射，不考虑物体的表面反射、透射和散射等。
黑体辐射是热力学研究的基础之一，对于太阳辐射的研究也有很大的重要性。
•普朗克提出的黑体辐射理论：普朗克在1899年提出了一种新的黑体辐射理论，即普朗克黑体辐射理论。
他在研究黑体辐射时，假设物体中的振动会使辐射出现不连续的能级。
同时，为了与实验数据相符，他进一步提出了能量子假设，即辐射和吸收都是分离成微小的能量，且这些能量具有一定的量子化。
这一假设为量子力学的发展奠定了基础。
1.2 普朗克黑体辐射理论的实验验证•黑体辐射是当今物理学中研究最为深入的一个问题，对于普朗克黑体辐射理论的实验验证也进行了很多研究。
•实验中采用光电效应，在低频和高频区域范围内的测量均有实验结果与普朗克黑体辐射理论相符。
•实验板卡：以具有特殊结构的石墨电极为基础，通过向石墨板引入载流子，电流就会在石墨板上流动，由此产生热并发射热辐射。
1.3 普朗克黑体辐射理论的应用•运用普朗克黑体辐射理论，可以用来研究物体在各种波长下的辐射情况，包括太阳、恒星、行星等的辐射情况，也可以应用于计算热辐射对材料的影响和识别物体的热辐射等。
•量子力学的发展也得益于普朗克黑体辐射理论的提出，为研究物质微观结构提供了理论依据。
1.4 教学建议•学习普朗克黑体辐射理论时，建议学生应注意理论基础的学习以及对于实验数据的分析。
•对于高中学生，尽量引导他们了解黑体辐射的意义，让他们理解黑体辐射的实际应用。
•在课堂讨论时，可以利用实验数据来引导学生加深对普朗克黑体辐射理论的理解。
1.5 总结普朗克黑体辐射理论是理解黑体辐射的基础，对量子力学的发展产生了重要影响，具有很高的理论价值和实际应用价值，因此，在教学过程中要引导学生对其重视并深入掌握。
黑体辐射课程设计
黑体辐射课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解黑体辐射的概念、性质和基本原理；2. 掌握黑体辐射定律，能运用公式计算黑体辐射强度；3. 了解黑体辐射在现代科技和日常生活中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识解释黑体辐射现象；2. 能够运用黑体辐射定律解决实际问题，进行简单的辐射计算；3. 能够运用实验方法探究黑体辐射规律。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理现象的好奇心和探索精神；2. 增强学生的环保意识，认识到辐射对环境的影响；3. 培养学生尊重科学、严谨求实的态度。
课程性质：本课程为物理学科选修课程，适用于高中年级。
学生特点：高中学生具备一定的物理基础，抽象思维能力较强，对科学现象充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力；通过问题驱动，激发学生的学习兴趣和探究欲望；关注学生情感态度价值观的培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成正确的价值观。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 黑体辐射概念与性质- 黑体的定义与特征- 黑体辐射的基本性质2. 黑体辐射定律- Wien位移定律- Stefan-Boltzmann定律- Planck定律3. 黑体辐射的应用- 天文学领域- 地球物理学领域- 日常生活领域4. 实验探究：黑体辐射规律- 设计实验，观察黑体辐射现象- 数据收集与分析- 总结黑体辐射规律教学大纲安排：第一课时：引入黑体辐射概念，学习黑体的性质，了解黑体辐射在天文学和地球物理学等领域的应用；第二课时：学习黑体辐射定律，包括Wien位移定律、Stefan-Boltzmann定律和Planck定律；第三课时：通过实验探究黑体辐射规律，培养学生的实践操作能力和探究精神；第四课时：总结黑体辐射知识点，进行案例分析，巩固所学知识。
教学内容关联教材章节：第一章：物理学基础知识第二节：热辐射与黑体辐射教学内容符合教学实际，注重科学性和系统性，旨在帮助学生全面掌握黑体辐射相关知识。
2.1拨开黑体辐射的疑云-沪科教版选修3-5教案
2.1拨开黑体辐射的疑云-沪科教版选修3-5教案一、教学目标1.了解黑体辐射的基本概念和定律；2.掌握黑体辐射公式的使用方法；3.理解太阳辐射的特点，并了解它的作用；4.了解黑体辐射在实际生活和科技中的应用。
二、教学重难点重点1.黑体辐射公式的使用方法；2.太阳辐射的特点。
难点黑体辐射的定律及其在实际生活和科技中的应用。
三、教学准备1.讲台、黑板、投影仪；2.课件、实验器材。
四、教学过程1. 导入（5分钟）通过讲师向学生提问，引出本节课要讲的内容：黑体辐射的基本概念和定律。
2. 理论讲解（25分钟）2.1 黑体辐射的基本概念黑体是指能够吸收所有入射光的理想物体，它会将吸收的光转化为热能，并重新发射出来。
黑体辐射指黑体发射的电磁辐射，它的频率、波长与温度有关。
根据普朗克定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，我们可以推导出黑体辐射的基本公式：$$P=\\sigma A T^4$$其中，P指黑体发射的辐射功率，$\\sigma$为斯特藩-玻尔兹曼常数，A为体积或面积，T为黑体的实际温度。
2.2 太阳辐射的特点太阳是一个近乎理想的黑体，它发出的辐射包括紫外线、可见光和红外线等各个频率段的电磁波。
其中，紫外线因为对人体具有危害性，被大气层吸收，可见光照射在地球上产生了许多生态环境和生命活动的重要作用，红外线则对地球表面的水分子、陆地和海洋产生了直接或间接的作用。
3. 实验操作（25分钟）通过实验器材展示黑体辐射及其定律，让学生通过实验更加深入地理解黑体的发光原理和定律。
4. 生活与科技应用（20分钟）讲师通过实例介绍黑体辐射在生活中的应用，如汽车制造、空调制冷等。
同时，也介绍黑体辐射在各个领域的应用，如红外线测温、太阳能发电等。
5. 总结（5分钟）对本节课的重点知识进行总结，并再次强调太阳辐射对生态环境和生命活动的重要作用。
五、教学评价通过思考题和练习题对学生进行教学评价，检验学生是否掌握了本节课授予的知识。
六、教学反思本节课通过实验体现出了科学的本质和方法性，使学生对黑体辐射的基本概念、定律和应用有了更加深刻的理解。
黑体辐射的疑云教案
黑体辐射的疑云教案教案标题：黑体辐射的疑云教案教案目标：1. 了解黑体辐射的基本概念和特征。
2. 理解黑体辐射的疑云，包括紫外灾难和紫外灾难的解决方案。
3. 探究黑体辐射在日常生活和科学研究中的应用。
教案步骤：引入：1. 利用实例或图片引起学生对黑体辐射的兴趣，如太阳、炉子等。
2. 提问学生对黑体辐射的了解程度，并激发学生的思考。
探究：3. 介绍黑体辐射的基本概念和特征，包括黑体的定义、吸收、辐射和发射等。
4. 引导学生思考黑体辐射的疑云，如为什么太阳光中没有紫外线灾难、为什么黑体辐射的能量密度与频率存在矛盾等。
5. 分组讨论，学生自主探究黑体辐射的疑云，并提出自己的解释和猜想。
解答：6. 指导学生了解紫外线灾难的概念和原因，以及科学家如何解决这个问题。
7. 提供相关实验或案例，让学生了解紫外线灾难的解决方案，如使用滤光镜、防晒霜等。
8. 解答学生在探究过程中提出的问题，并提供相关的科学解释。
应用：9. 引导学生思考黑体辐射在日常生活和科学研究中的应用，如太阳能利用、红外线热成像等。
10. 分组讨论，学生分享自己对黑体辐射应用的思考和观点。
11. 鼓励学生进行小组展示，展示他们对黑体辐射应用的研究成果。
总结：12. 总结黑体辐射的基本概念和特征，以及解决黑体辐射疑云的方法。
13. 引导学生思考黑体辐射的重要性和应用前景。
拓展：14. 鼓励学生进行进一步的研究，探究黑体辐射在其他领域的应用，如医学、通信等。
15. 提供相关的参考资料或资源，帮助学生深入学习和研究。
评估：16. 设计简单的问题或小测验，检查学生对于黑体辐射的理解和应用能力。
教案扩展：根据学生的实际情况和学习进程，可以适当调整教案的内容和深度，加入更多的实验、案例或练习，以促进学生的学习兴趣和能力提升。
同时，教师可以根据学生的表现和反馈，及时调整教学策略和方法，以达到更好的教学效果。
4.1普朗克黑体辐射理论 教案
4.1普朗克黑体辐射理论〖教材分析〗本节由黑体与黑体辐射、黑体辐射的实验规律和能量子三部分内容组成。
教材着重介绍了在研究不同温度下黑体辐射强度与波长关系时，经典理论结果与实验事实之间产生的矛盾。
为了解决这个矛盾，普朗克提出了能量子的假说。
教学中要注意引导学生感受科学家进行探究的科学方法与科学精神。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶了解黑体辐射以及实验结论，知道能量量子化的内涵。
科学思维∶对比经典能量观和微观能量子的特点，体会量子化物理模型的建立过程。
科学探究：通过观察热辐射的强度波长的关系图培养学生观察能力，感悟以实验为基础的科学探究方法。
科学态度与责任∶了解能量子概念的提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想，体会量子论的建立深化了人们对物质世界的认识。
〖教学重难点〗教学重点：黑体辐射和能量量子化。
教学难点：理解能量量子化假说。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入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?二、新课教学（一）黑体与黑体辐射1.黑体回顾必修课内容，我们已经知道黑体的概念，即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。
问题：那怎么才能得到一个黑体啊？答：物体涂上黑漆行不行？这还不够，因为黑漆虽然可以吸收大部分可见光，但红外光和紫外光的反射还是不能避免。
那怎么办呢？可以在一个空腔壁上开一个很小的口。
这样一来，假设有电磁波射入小孔，这个电磁波就会在空腔内表面被反射吸收，直到消失。
因此这个空腔发射的电磁波几乎全是热辐射引起的，可以近似看成一个绝对黑体。
生活中的黑体：太阳、白炽灯灯丝。
太阳和白炽灯的灯丝由于热辐射发光强度很大，产生的光强可以忽略不计，所以也可以近似当做黑体。
注意：黑体的名字虽然有黑，但他不一定是黑色的。
人教版江苏专用高中物理选择性必修第三册第4章1普朗克黑体辐射理论2光电效应学案
1．普朗克黑体辐射理论2．光电效应学习任务1．知道黑体辐射、能量子、光电效应、康普顿效应、光子的概念以及光电效应的规律，能解释相关现象，树立粒子性观念。
2．掌握黑体辐射的规律、光电效应的实验规律并能应用爱因斯坦光电效应方程解释相关规律。
3．了解康普顿效应及其意义。
4．了解光的波粒二象性，会用光的波粒二象性分析有关现象。
知识点一能量量子化1．黑体辐射(1)随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
(2)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。
②维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。
③瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”。
2．能量子(1)普朗克的假设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。
即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。
这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
(2)能量子公式ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。
h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34J·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。
这种现象叫能量的量子化。
说明：黑体辐射的电磁波强度按波长的分布只跟黑体温度有关。
1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。
(√)(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。
(√)2：填空随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
知识点二光电效应现象和规律1．光电效应定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2．光电子光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应的实验规律(1)存在截止频率：当入射光的频率减小到某一数值νc时，光电流消失，表面已经没有光电子了，νc称为截止频率。
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1：背景知识介绍：19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。
”
也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”
这两朵乌云是指什么呢？
一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。
正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。
下面我们将首先说什么是黑体和黑体辐射，在这之前，先了解一下热辐射的定义：（1）热辐射现象固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。
概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体
【例1】下列叙述正确的是 ( )
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
[解析] 根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状态有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；由黑体的定义知D正确。
[答案] ACD
2．黑体辐射的实验规律
教师：引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律”，接合课件展示，讲解黑体辐射的实验规律。
如图所示。
黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
教师：提出问题，设置疑问。
怎样解释黑体辐射的实验规律呢？
在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。
德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。
结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。
课件展示：瑞利--金斯线。
见课件。
【例2 】炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色，就可以估计出炉内的温度，这是根据什么道理?
[解析] 本题考查热辐射的规律，解题时要注意辐射的能量与温度的关系。
[答案] 根据热辐射的规律可知，当物体的温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大，温度越高红光成分减少，频率比红光大的其他颜色的光，为橙、黄、绿、蓝、紫等光的成分就增多。
因此可根据炉内光的颜色大致估计炉内的温度
[点评] 用学习的物理知识解释物理现象或者把握判断其特征，体现了学以致用的原则。
3．能量子：超越牛顿的发现
1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。
相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... nε，n为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为
这个最小能量值，就叫做能量子
课件展示：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式
（1）黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任
何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h 的引入确实反映了新理论的本质。
1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。
近10年以后，1897年，汤姆孙发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应叫做光电效应。
人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？明天，我们就继续学习“科学的转折：光的粒子性”
【例3】 对应于3．4xl0—l9J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少?它是什么颜色?
[解析] 根据公式εo =h ν和ν=c/λ得
ν=ε/h=5.13x1014Hz
λ=c/ν=5.85x10-7Hz
5．13x10-14Hz 的频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5．85xl0—7m 。
[答案] 5．13x10—l4Hz 5．85x10-7m 黄色
[点评] 要熟练掌握E=Pt=n ε，εo =h ν和ν=c/λ等关系，这是解题的关键。
ν
εh =s
J 1055.634⋅⨯=-h。