2017-2018学年高中物理 第2章 波和粒子 2.1 拨开黑体辐射的疑云课件 沪科版选修3-5
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答案
知识梳理
能量子 (1)定义：黑体的空腔壁是由大量振子组成的，其能量E只能是某一最小能 量值hν的整__数__倍___，即E＝_n_h_ν__(n＝1,2，3，…).这样的一份最小能量_h_ν__ 叫做能量子，ν是振子的_频__率__，h叫做_普__朗__克__常__量__. (2)能量的量子化：在微观世界中能量_不__能__连__续__变__化__，只能取_分__立__值__.
即学即用
判断下列说法的正误. (1)黑体是一种客观存在的物质.( × ) (2)黑体辐射随温度升高强度变强.( √ )
三、能量子 导学探究 某激光器能发射波长为λ的激光，那么激光光量子的能量可以取任意值吗？ 是连续的还是一份一份的？设普朗克常量为h，那么每个激光光量子的能 量是多少？如果激光发射功率为P，那么每秒钟发射多少个光量子？ 答案 光量子的能量是不连续的，而是一份一份的，每个光量子的能量E ＝hν，个数 n＝PE＝hPν.
√A.各种波长的辐射本领都有增加
B.只有波长短的辐射本领增加
√C.辐射本领的最大值向波长较短的方向移动
D.辐射电磁波的波长先增大后减小
图2 解析 根据黑体辐射的实验规律和辐射本领与波长的关系可判断A、C 正确.
解析 答案
二、能量子的理解和计算
1.物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一 状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态. 2.在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的， 能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量 子化. 3.能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率.
图3
12 3
解析 答案
2.(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是
A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
√B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 √C.能量子与电磁波的频率成正比
D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
12 3
解析 答案
3.小灯泡的功率P＝1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝ 10－6 m，求小灯泡每秒钟辐射的光子数是多少？(h＝6.63×10－34 J·s) 答案 5×1018(个)
第2章
2.1 拨开黑体辐射的疑云
学习目标 1.了解热辐射和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律. 2.了解能量子的概念及其提出的科学过程. 3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点.
内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究
一、黑体与黑体辐射 导学探究 1.什么是热辐射？这种辐射与温度有何关系？ 答案 ①物体在任何温度下，都会发射电磁波，温度不同，所发射的电磁 波的频率、强度也不同，这种现象叫做热辐射. ②辐射强度按波长的分布情况是：随物体的温度的升高，热辐射中波长较 短的电磁波成分越来越强.
即学即用
判断下列说法的正误. (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.( √ )
题型探究
一、黑体辐射的规律
随着温度的升高，黑体辐射的各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度 的极大值向波长较短的方向移动.
例1 (多选)黑体辐射的实验规律如图2所示，由图可知
例2 人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，
只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为
6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的
最小功率是
√A.2.3×10－18 W
C.7.0×10－10 W
B.3.8×10－19 W D.1.2×10－18 W
图1
答案
2.你认为现实生活中存在理想的黑体吗？ 答案 现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁 波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的 模型.
答案
知识梳理
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_增__加__. 2.随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长_较__短___的方向移动.
12 3
解析 答案
即学即用
判断下列说法的正误. (1)黑体一定是黑色的物体.( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体.( √ ) (3)只有高温物体才能辐射电磁波.( × ) (4)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大.( √ )
二、黑体辐射的实验规律 导学探究 1.黑体辐射电磁波的强度按波长分布如图1所示，当温度从750 K升高到 6000 K时，各种波长的电磁波的辐射强度怎么变化？辐射强度极大值对 应的波长如何变化？ 答案 变强.辐射强度极大值向波 长较短的方向移动，即变短.
答案
2.什么是黑体辐射？黑体辐射与温度有何关系？ 答案 ①能完全吸收投黑体. ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关.
答案
知识梳理
1.热辐射 定义：物体在任何温度下，都会发射_电__磁__波___，温度不同，所发射的电磁 波的_频__率___、__强__度__也不同，这种现象叫做热辐射. 2.黑体 定义：能_完__全___吸收投射到其表面的电磁波而不产生反射的物体也称之为 _绝__对__黑__体__.
解析 答案
方法总结 这类习题的数量级较大，注意运算当中提高计算准确率.
例3 (多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是
√A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 √B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C.吸收的能量可以是连续的
√D.辐射和吸收的能量是量子化的
解析 答案
达标检测
1.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.如图3所示是黑体的辐射强度与其辐射
光波长的关系图像，则下列说法正确的是
√A.T1>T2
B.T1<T2 C.随着温度的升高，黑体的辐射强度
都有所降低
D.随着温度的升高，辐射强度的极大
值向波长较长方向移动
知识梳理
能量子 (1)定义：黑体的空腔壁是由大量振子组成的，其能量E只能是某一最小能 量值hν的整__数__倍___，即E＝_n_h_ν__(n＝1,2，3，…).这样的一份最小能量_h_ν__ 叫做能量子，ν是振子的_频__率__，h叫做_普__朗__克__常__量__. (2)能量的量子化：在微观世界中能量_不__能__连__续__变__化__，只能取_分__立__值__.
即学即用
判断下列说法的正误. (1)黑体是一种客观存在的物质.( × ) (2)黑体辐射随温度升高强度变强.( √ )
三、能量子 导学探究 某激光器能发射波长为λ的激光，那么激光光量子的能量可以取任意值吗？ 是连续的还是一份一份的？设普朗克常量为h，那么每个激光光量子的能 量是多少？如果激光发射功率为P，那么每秒钟发射多少个光量子？ 答案 光量子的能量是不连续的，而是一份一份的，每个光量子的能量E ＝hν，个数 n＝PE＝hPν.
√A.各种波长的辐射本领都有增加
B.只有波长短的辐射本领增加
√C.辐射本领的最大值向波长较短的方向移动
D.辐射电磁波的波长先增大后减小
图2 解析 根据黑体辐射的实验规律和辐射本领与波长的关系可判断A、C 正确.
解析 答案
二、能量子的理解和计算
1.物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一 状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态. 2.在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的， 能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量 子化. 3.能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率.
图3
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解析 答案
2.(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是
A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
√B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 √C.能量子与电磁波的频率成正比
D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
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解析 答案
3.小灯泡的功率P＝1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝ 10－6 m，求小灯泡每秒钟辐射的光子数是多少？(h＝6.63×10－34 J·s) 答案 5×1018(个)
第2章
2.1 拨开黑体辐射的疑云
学习目标 1.了解热辐射和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律. 2.了解能量子的概念及其提出的科学过程. 3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点.
内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究
一、黑体与黑体辐射 导学探究 1.什么是热辐射？这种辐射与温度有何关系？ 答案 ①物体在任何温度下，都会发射电磁波，温度不同，所发射的电磁 波的频率、强度也不同，这种现象叫做热辐射. ②辐射强度按波长的分布情况是：随物体的温度的升高，热辐射中波长较 短的电磁波成分越来越强.
即学即用
判断下列说法的正误. (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.( √ )
题型探究
一、黑体辐射的规律
随着温度的升高，黑体辐射的各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度 的极大值向波长较短的方向移动.
例1 (多选)黑体辐射的实验规律如图2所示，由图可知
例2 人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，
只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为
6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的
最小功率是
√A.2.3×10－18 W
C.7.0×10－10 W
B.3.8×10－19 W D.1.2×10－18 W
图1
答案
2.你认为现实生活中存在理想的黑体吗？ 答案 现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁 波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的 模型.
答案
知识梳理
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_增__加__. 2.随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长_较__短___的方向移动.
12 3
解析 答案
即学即用
判断下列说法的正误. (1)黑体一定是黑色的物体.( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体.( √ ) (3)只有高温物体才能辐射电磁波.( × ) (4)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大.( √ )
二、黑体辐射的实验规律 导学探究 1.黑体辐射电磁波的强度按波长分布如图1所示，当温度从750 K升高到 6000 K时，各种波长的电磁波的辐射强度怎么变化？辐射强度极大值对 应的波长如何变化？ 答案 变强.辐射强度极大值向波 长较短的方向移动，即变短.
答案
2.什么是黑体辐射？黑体辐射与温度有何关系？ 答案 ①能完全吸收投黑体. ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关.
答案
知识梳理
1.热辐射 定义：物体在任何温度下，都会发射_电__磁__波___，温度不同，所发射的电磁 波的_频__率___、__强__度__也不同，这种现象叫做热辐射. 2.黑体 定义：能_完__全___吸收投射到其表面的电磁波而不产生反射的物体也称之为 _绝__对__黑__体__.
解析 答案
方法总结 这类习题的数量级较大，注意运算当中提高计算准确率.
例3 (多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是
√A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 √B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C.吸收的能量可以是连续的
√D.辐射和吸收的能量是量子化的
解析 答案
达标检测
1.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.如图3所示是黑体的辐射强度与其辐射
光波长的关系图像，则下列说法正确的是
√A.T1>T2
B.T1<T2 C.随着温度的升高，黑体的辐射强度
都有所降低
D.随着温度的升高，辐射强度的极大
值向波长较长方向移动