普朗克黑体辐射理论_课件
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01 教学课件_普朗克黑体辐射理论
课堂小结
一、黑体与黑体辐射
定义 特点 实验规律
二、能量子
定义 大小 意义
巩固练习
1.以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（ D ）
A.物体的长度
B.物体所受到的重力
C.物体的动能
D.人的个数
2.在一杯开水中放入一支温度计，开水静置室内，可以看到 开水的温度是逐渐降低的.既然从微观的角度开看开水的能量 时一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降
值ε的整数倍，他把这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
2.表达式
h
ν—电磁波的频率
微观物理学中
h—普朗克常量h=6.626×10-34J·s
f
3.能量的量子化： 在微观世界里能量不是连续的，而是一份一份的，即是量子化 的，或者说微观粒子的能量是分立的。
探究新知
4.普朗克量子化理论的意义 1）破除“能量连续变化”的传统思想，是物理新思想的基石之一。 2）开创物理学新纪元，为量子力学的诞生奠定了基础。 3）标志着人类对自然规律的认识从宏观进入微观领域。
5.关于黑体、黑体辐射的叙述，正确的是（ BD ）
A.黑体就是看上去是黑色的物体 B.看起来明亮的物体，有时也可以当作黑体 C.只有温度高的物体才发生热辐射 D.一切物体都能发生热辐射
谢谢
低呢？ 开水向外辐射的每一份能量很小，而水降低1℃释放的
能量很大，由于温度计精确度不够，所以观察的到的温度计 温度不是一段一段地降低.
巩固练习
3.光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围400~760nm.
400nm、700nm电磁波辐射的能量子ɛ的值是多少？ （1nm=10-9m）
解：因为光速为c，所以
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第四章 1 《普朗克黑体辐射理论》课件ppt
则认为能量是一份一份的,每一份是一个最小能量单位,即能量不是连续的。
宏观世界中我们认为能量是连续变化的是因为每一个能量子的能量都很
小,宏观变化中有大量的能量子,就可以看作连续的。而研究微观粒子时,
单个的能量子能量就显示出不连续性。
知识归纳
1.普朗克的量子化假设
(1)能量子
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。例如,可能
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
【答案】BC
【解析】由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种
波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，
(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会增加,辐射强度的极大值向
波长较短的方向移动。
实例引导
例1 (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。如图所示就是黑体的辐射强度
与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是(
D.黑体辐射无任何实验依据
答案 B
解析 黑体并不是真实存在的,A错误;普朗克引入能量子的概念,得出黑体
辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学
的新纪元,故B正确;随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故C错
误;黑体辐射是有实验依据的,故D错误。
课堂篇 探究学习
探究一
)
A.T1>T2
宏观世界中我们认为能量是连续变化的是因为每一个能量子的能量都很
小,宏观变化中有大量的能量子,就可以看作连续的。而研究微观粒子时,
单个的能量子能量就显示出不连续性。
知识归纳
1.普朗克的量子化假设
(1)能量子
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。例如,可能
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
【答案】BC
【解析】由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种
波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，
(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会增加,辐射强度的极大值向
波长较短的方向移动。
实例引导
例1 (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。如图所示就是黑体的辐射强度
与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是(
D.黑体辐射无任何实验依据
答案 B
解析 黑体并不是真实存在的,A错误;普朗克引入能量子的概念,得出黑体
辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学
的新纪元,故B正确;随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故C错
误;黑体辐射是有实验依据的,故D错误。
课堂篇 探究学习
探究一
)
A.T1>T2
《黑体辐射》PPT课件
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 验说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。
在波长 附近单位波长间隔中的能量。
e(,T)dd (E ,T)
平衡热辐射: 辐射和吸收的能量恰好相等时，物体和辐射 场就处于温度一定的平衡态，平衡态下的辐射称为平衡热 辐射。一个好的辐射体也是一个好的吸收体
此时辐射辐出度与单色辐出度的关系为：
E (T)0 e(,T)d
二、黑体的辐射定律
物体与物体之间存在辐射场，物体不仅能辐射电磁波， 同时也能吸收照射到它外表的电磁波。当吸收能量 和反射能 量相等时，到达平衡。物体和辐射场处于同一温度，这时物 体和辐射场所处的状态称为平衡态。
例质15等-1信由息测。量得到太阳辐射谱的峰值处在 m4.910 7m，
计算太阳的表面温度和单位表面积上所辐射的功率；如太阳的辐
射是常数，其直径 d1.3 9 190 m ，求太阳在一年内由于辐射而
损失的质量。
解： 将太阳看作黑体 由 Tmb 得
太阳的外表温度 T b m 2 4 .8 .9 1 9 1 7 0 7 3 0 5 .9 13 (0 K )
〔1〕λ较小时 ekT 1 得维恩公式
e 0 (,T ) 2 h 2 c 5 e k h T c2 h 52 e c k h Tc
e0(,T)c1 5eCT 2
c12hc2
c2
hc k
〔2〕λ较大时 ex1xx2 得瑞利--琼斯公式
普朗克黑体辐射理论_课件
教学重点
能量子的概念
教学难点
黑体辐射的实验规律
19世纪末，经典物理学在各个领域都取得了很大的成功
力学
热学
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。
威廉·汤姆孙 开尔文勋爵
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。
精品 课件
高中物理选择性必修3 第四章 原子结构和波粒二象性
普朗克黑体辐射理论
新人教版
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教学目标
了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学研究方法
了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破 过程中科学家的思想 通过观察热辐射的强度与波长的关系图象培养学生观察能力
了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的 建立深化了人们对于物质世界的认识
能量子的理解
量子化：只能取一系列分立值，不能连续变化
宏观世界中：
微观世界中：ຫໍສະໝຸດ 能量可以是任意值，可以连 微观粒子的能量只能是一个一个的
续变化。
特定值，不能连续变化。（能量量
例如：物体的重力势能，弹 簧振子的弹性势能。
子化）
例如：物体的带电量，电子绕原子核运 动的轨道半径。
能量子的理解
在宏观尺度内研究物体的能量变化时我们可以认为：物体的运动 是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化。
这两朵乌云是指什么呢？
黑体辐射实验
迈克尔逊莫雷实验
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命 的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。
量子论
相对论
普朗克黑体辐射理论-ppt课件
2.1900年，爱因斯坦从苏黎世联邦工业大学毕业，5年后受量子化启发 提出了光量子,成功的解释了光电效应。1921年获诺奖。
3.1900年15岁的玻尔(Niels Bohr)正在哥本哈根的中学里读书。13年 后，他提出了原子轨道量子化，成功解释了氢原子发光现象。1922年 获诺奖
4.1900年，康普顿8岁，23年后，通过实验最终使物理学家们 确认光量子图景的实在性，1927年获诺奖。
2.表达式 ε ＝ hν
1）ν是带电微粒的振动频率 波源的频率 即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率
2）h 常量 普朗克常量 h＝6.62607015×10-34 J·s
带电微粒辐射或 吸收能量E=nε
n=1,2,…
能量量子化
四、能量量子化——物理学的新纪元
1.1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论文， 宣告了量子的诞生。那一年他42岁。普朗克把能量子引入物理学,正 确地破除了”能量连续变化”的传统观念,成为现代物理学思想的基 石之一, 为我们打开了量子之门。1918年获诺奖。
一、黑体与黑体辐射
1.黑体 理想模型 “完美的”吸收器、发射器
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。
已知物体都能辐射红外线（电磁波）
烟煤
2.黑体辐射的特点
电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 这样的辐射更能反映具有普遍意义的热辐射客观规律
一、黑体与黑体辐射
大多数人想改造这个世界,但却极少数人想改造自己
——列夫·托尔斯泰
但最终确是极少数改造自己的人改造了世界
选择性必修三
电磁波的 粒子性认识
原子结构的 认识
波粒二象性
选择性必修三 第四章 原子结构和波粒二象性
3.1900年15岁的玻尔(Niels Bohr)正在哥本哈根的中学里读书。13年 后，他提出了原子轨道量子化，成功解释了氢原子发光现象。1922年 获诺奖
4.1900年，康普顿8岁，23年后，通过实验最终使物理学家们 确认光量子图景的实在性，1927年获诺奖。
2.表达式 ε ＝ hν
1）ν是带电微粒的振动频率 波源的频率 即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率
2）h 常量 普朗克常量 h＝6.62607015×10-34 J·s
带电微粒辐射或 吸收能量E=nε
n=1,2,…
能量量子化
四、能量量子化——物理学的新纪元
1.1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论文， 宣告了量子的诞生。那一年他42岁。普朗克把能量子引入物理学,正 确地破除了”能量连续变化”的传统观念,成为现代物理学思想的基 石之一, 为我们打开了量子之门。1918年获诺奖。
一、黑体与黑体辐射
1.黑体 理想模型 “完美的”吸收器、发射器
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。
已知物体都能辐射红外线（电磁波）
烟煤
2.黑体辐射的特点
电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 这样的辐射更能反映具有普遍意义的热辐射客观规律
一、黑体与黑体辐射
大多数人想改造这个世界,但却极少数人想改造自己
——列夫·托尔斯泰
但最终确是极少数改造自己的人改造了世界
选择性必修三
电磁波的 粒子性认识
原子结构的 认识
波粒二象性
选择性必修三 第四章 原子结构和波粒二象性
普朗克黑体辐射理论(高中物理教学课件)
A.是紫外线
B.是红外线
C.光子能量约为1.3×10-18 J
D.光子数约为每秒3.8×1016个
例10.萤火虫是一种能发光的小昆虫,我国古代有人叫它 “夜照”.萤火虫主要生活在树丛中、小河边.夏天的夜晚, 它在空中飞来飞去,尾部那黄绿色的光点一闪一闪的,像一 盏盏小灯笼.通常情况下灯泡只有10%的功率用以发光,其 余的90%全都转化成热浪费了.而萤火虫却不发热,可以使 其功率全部用以发光.若萤火虫发光的功率P=0.01 W,设 其发光向四周均匀辐射,平均波长λ=10-6 m,普朗克常量
二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4，
则这两束光的光子能量之比和波长之比分别为（ D ）
A.4∶5 4∶5
B.5∶4 4∶5
C.5∶4 5∶4
D.4∶5 5∶4
例8.一盏电灯的发光功率为100W，假设它发出的光向四
周均匀辐射，光的平均波长为λ＝6.0×10-7m，普朗克常
量为6.63×10-34J·s，光速为3×108m/s，在距电灯10m远
一.黑体与黑体辐射
1.热辐射：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 2.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 3.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
注意： ①一般物体辐射与温度、材料、表面状况（形状）有关 ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有 关。
第26章 原子结构和波粒二象性
01.普朗克黑体辐射理论 图片区
十九世纪末期，经典力学、经典电磁场理论和经典统计力学为 三大支柱的经典物理理论已经形成。1900年初开尔文勋爵在皇家 学会的新年致辞中总结说：“动力理论肯定了热和光是运动的两 种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，第 一朵乌云出现在光的波动理论上（以太理论），第二朵乌云出现 在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上（黑体辐射）。”
普朗克黑体辐射理论(好课件)
课堂练习
【答案】B 【详解】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 T1>T2，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。
课堂练习
1．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（ B ）
A．T1>T2 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
课堂练习
2．能正确解释黑体辐射实验规律的是（ B ）
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．以上两种理论体系任何一种都能解释 D．牛顿提出的微粒说
课堂练习
【答案】B 【详解】ABC．根据黑体辐射的实验规律，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，只能用普朗克 提出的能量量子化理论才能得到满意的解释，故B正确，AC错误； D．牛顿提出的微粒说只能局限于解决宏观物体的低速运动，不能解释黑体辐射实验 规律，故D错误。 故选B。
课堂练习
4．关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是（ AD ）
物理人教版(2019)选择性必修第三册 4.1普朗克黑体辐射理论 课件(共17张PPT).ppt
3.能量的量子化(E=nε)：
在微观世界中能量是量子化的(微观粒子的能量是分
立的不连续的,宏观世界(经典)中能量是连续的)
四、量子论诞生的历史意义
• 能量子概念的提出打破了一切自然过程都是连续变 化的经典看法
• 敲开了人类认识微观世界的大门 • 解决了黑体辐射问题 • 为量子力学的建立打下了基础
1. 对黑体的认识，下列说法正确的是( ) D 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
辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
B.能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C.能量子假说中的能量子的能量ε＝hν，ν为带电微粒的振动频率，h 为普朗克常量 D.能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的
E.辐射和吸收的能量是量子化的
ABCE
4. 两束能量相同的色光，都垂直地照射到同一物体表面，第一束光在 某段时间内打在物体表面的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表 面的光子(能量子)数之比为5∶4，则这两束光的光子能量之比和波长之 比分别为( ) D A.4∶5 4∶5 B.5∶4 4∶5 C.5∶4 5∶4 D.4∶5 5∶4
小结
补充:电磁波谱
电磁波按照它们的波长λ或频率v等大小顺序进行排列，这就是 电磁波谱
(按λ从大到小分布)
λ减小 v增大
波长λ频率v关系：
(c为光速)
C.7.0×10－10 W
D.1.2×10－18 W
8.一盏电灯的发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光 的平均波长为λ＝6.0×10－7 m，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为 3×108 m/s，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积
黑体辐射普朗克能量子假设讲解课件
他在大学时期开始研究热力学和光学的相关问题，为提出能量子假设奠 定了基础。
普朗克在研究过程中，受到德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹和奥地利物 理学家路德维希·玻尔兹曼等人的影响，逐渐形成了自己的理论体系。
能量子的概念
能量子是指构成物质的最小能量单位，是能量的离散化表述。
在经典物理学中，能量被视为连续变化的量，而能量子的提出打破了这一观念。
能量子具有量子化特征，即其数值只能取某些特定的值，无法表示为连续变化的量 。
普朗克能量子假设的提出过程
普朗克在研究黑体辐射问题时， 发现经典物理学无法解释实验数
据。
为了解决这一问题，他提出了能 量子的假设，认为能量只能以离
散的量子形式发射或吸收。
这一假设成功地解释了黑体辐射 的实验数据，为量子力学的诞生
量子力学
普朗克能量子假设是量子力学的基础之一，为解释微观粒子行为提供了理论支 持。
热力学
能量子假设有助于解释黑体辐射、热力学第二定律等现象，完善了热力学的理 论体系。
能量子假设在其他领域的应用
工程领域
能量子假设在电子工程、光学工程等领域有广泛应用，如量子点技术、量子通信 等。
化学领域
化学反应中分子能量的变化可借助能量子假设进行计算，有助于理解化学键的本 质。
黑体辐射普朗克能量子假设讲解课 件
• 黑体辐射理论简介 • 普朗克能量子假设的提出 • 普朗克能量子假设的内容与意义
• 普朗克能量子假设的验证与应用 • 普朗克能量子假设的争议与未来
发展
01 黑体辐射理论简介
黑体辐射的概念
01
02
Hale Waihona Puke 03黑体辐射指物体在热平衡状态下， 能够向外界辐射电磁波的 过程。
普朗克在研究过程中，受到德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹和奥地利物 理学家路德维希·玻尔兹曼等人的影响，逐渐形成了自己的理论体系。
能量子的概念
能量子是指构成物质的最小能量单位，是能量的离散化表述。
在经典物理学中，能量被视为连续变化的量，而能量子的提出打破了这一观念。
能量子具有量子化特征，即其数值只能取某些特定的值，无法表示为连续变化的量 。
普朗克能量子假设的提出过程
普朗克在研究黑体辐射问题时， 发现经典物理学无法解释实验数
据。
为了解决这一问题，他提出了能 量子的假设，认为能量只能以离
散的量子形式发射或吸收。
这一假设成功地解释了黑体辐射 的实验数据，为量子力学的诞生
量子力学
普朗克能量子假设是量子力学的基础之一，为解释微观粒子行为提供了理论支 持。
热力学
能量子假设有助于解释黑体辐射、热力学第二定律等现象，完善了热力学的理 论体系。
能量子假设在其他领域的应用
工程领域
能量子假设在电子工程、光学工程等领域有广泛应用，如量子点技术、量子通信 等。
化学领域
化学反应中分子能量的变化可借助能量子假设进行计算，有助于理解化学键的本 质。
黑体辐射普朗克能量子假设讲解课 件
• 黑体辐射理论简介 • 普朗克能量子假设的提出 • 普朗克能量子假设的内容与意义
• 普朗克能量子假设的验证与应用 • 普朗克能量子假设的争议与未来
发展
01 黑体辐射理论简介
黑体辐射的概念
01
02
Hale Waihona Puke 03黑体辐射指物体在热平衡状态下， 能够向外界辐射电磁波的 过程。
第一节 普朗克黑体辐射理论(共15张PPT)
三.能量子（普朗克的量子化理论）
2. 普朗克的量子化理论
普朗克认为：物体发射或吸收的能量不是连 续的，而是一份一份的。每一份叫做一个能 量子，每一个能量子的能ɛ=hγ
h~普朗克常 h6.6 313 0j4•s
γ~ 电磁波的频率
学习互动
例1 关于黑体辐射电磁波的强度与波长的关系, 图4-1-1中正确的是 ( B )
6.要求学生仔细阅读文本，结合文本 内容分 析“成长” 的含义 即可。 注意从 两方面 。一方 面特教 学生的 成长； 另一方 面：特 教老师 和校长 的心路 历程的 成长。 注意结 合内容 阐述。
7.．作者选择一个诗意场景和象征性 物象，“ 花开、 微风、 花香”， 渲染一 种美好 的氛围 ，暗示 人们对 美好事 物的向 往和追 求，结 尾再次 照应渲 染升华 主题， 达到“ 妈妈”和 “花”互 喻的效 果。文 字诗意 灵动， 唤起读 者的审 美感受 ，暗示 并赞美“ 妈妈” 最善最 美的心 灵
图4-1-1
[解析] 黑体辐射 电磁波的强度与 温度有关,温度 越高,辐射强度 越大.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,故B正确.
学习互动
例2 萤火虫是一种能发光的小昆虫,我国古代有人叫它“夜照”.萤火虫 主要生活在树丛中、小河边.夏天的夜晚,它在空中飞来飞去,尾部那 黄绿色的光点一闪一闪的,像一盏盏小灯笼.通常情况下灯泡只有10% 的功率用以发光,其余的90%全都转化成热浪费了.而萤火虫却不发热, 可以使其功率全部用以发光.若萤火虫发光的功率P=0.01 W,设其发光
向四周均匀辐射,平均波长λ=10-6 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速 c=3×108 m/s.求:
(1)萤火虫每秒钟辐射的光子数;
2. 普朗克的量子化理论
普朗克认为：物体发射或吸收的能量不是连 续的，而是一份一份的。每一份叫做一个能 量子，每一个能量子的能ɛ=hγ
h~普朗克常 h6.6 313 0j4•s
γ~ 电磁波的频率
学习互动
例1 关于黑体辐射电磁波的强度与波长的关系, 图4-1-1中正确的是 ( B )
6.要求学生仔细阅读文本，结合文本 内容分 析“成长” 的含义 即可。 注意从 两方面 。一方 面特教 学生的 成长； 另一方 面：特 教老师 和校长 的心路 历程的 成长。 注意结 合内容 阐述。
7.．作者选择一个诗意场景和象征性 物象，“ 花开、 微风、 花香”， 渲染一 种美好 的氛围 ，暗示 人们对 美好事 物的向 往和追 求，结 尾再次 照应渲 染升华 主题， 达到“ 妈妈”和 “花”互 喻的效 果。文 字诗意 灵动， 唤起读 者的审 美感受 ，暗示 并赞美“ 妈妈” 最善最 美的心 灵
图4-1-1
[解析] 黑体辐射 电磁波的强度与 温度有关,温度 越高,辐射强度 越大.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,故B正确.
学习互动
例2 萤火虫是一种能发光的小昆虫,我国古代有人叫它“夜照”.萤火虫 主要生活在树丛中、小河边.夏天的夜晚,它在空中飞来飞去,尾部那 黄绿色的光点一闪一闪的,像一盏盏小灯笼.通常情况下灯泡只有10% 的功率用以发光,其余的90%全都转化成热浪费了.而萤火虫却不发热, 可以使其功率全部用以发光.若萤火虫发光的功率P=0.01 W,设其发光
向四周均匀辐射,平均波长λ=10-6 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速 c=3×108 m/s.求:
(1)萤火虫每秒钟辐射的光子数;
(新教材)高中物理《普朗克黑体辐射理论》ppt人教版1
5．对比是本文主要的表现手法，以媳 妇迫于 生活压 力让丈 夫监守 自盗与 丈夫的 断然拒 绝为对 比．突 出了丈 夫的品 质。
6.一个真性情的人活在一个最冷酷的 现实中 ，一个 最洁净 的人落 在一个 最肮脏 的泥塘 里，一 个最遵 循内心 真实的 人面对 的是种 种的虚 伪和狡 诈。你 无法对 他们宽 容，哪 怕是丁 点儿的 虚与委 蛇，你 谨持自 己理想 的绝对 纯洁。
学
两
大
灾
迈克尔逊-莫雷实验结果
难
和以太漂移说相矛盾
相对论
4）.1900年10月，普朗克提出量子化理论，给予 黑体辐射以完美的解释
三.能量子（普朗克的量子化理论）
2. 普朗克的量子化理论
普朗克认为：物体发射或吸收的能量不是连 续的，而是一份一份的。每一份叫做一个能 量子，每一个能量子的能ɛ=hγ
h~普朗克常量 h6.6 31 3 0j4•s
国规模最大、国际上为数不多的大 功率固体激光系统,利用它可以获 得能量为2400 J、波长λ为0.35 μm 的一束紫外激光,已知普朗克常量
h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s,
求该束紫外激光所含的光子数.(结 果保留一位有效数字)
[答案] 4×1021个
1.志愿精神可以表述为一种具体化或 日常化 的人文 精神。 作为促 进社区 发展、 社会进 步和社 会成员 个人身 心完善 的一种 价值观 念和社 会心理 ，志愿 精神在 日常生 活层面 的实际 体现形 式就是 志愿行 动。志 愿精神 的兴起 ，作为 一种独 特的社 会文化 形式， 体现了 在不同 层面上 的功能 。
γ~ 电磁波的频率
学习互动
例1 关于黑体辐射电磁波的强度与波长的关系, 图4-1-1中正确的是 ( B )
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三、能量子 1.定义:普朗克认为,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__,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叫作_能__量__子__。 2.能量子大小: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=6.63×10-34 J·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。
二、黑体与黑体辐射 1.黑体: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。 2.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。
3.黑体模型:如图所示,在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在 空腔内表面会发生多次_反__射__和_吸__收__,最终不能从空腔射出。这个小孔(而非空 腔壁)就成了一个_黑__体__。黑体是一个_理__想__化的物理模型。
四、光电效应实验规律 【思考】
提示:紫外线照射锌板后,发生光电效应,发射出电子,使验电器带电。
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1.光电效应: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)存在着_饱__和__电流:在光的频率不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大。 这表明对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多。 (2)存在着遏止电压和_截__止__频率:光电子的最大初动能与入射光的频率有关, 而与入射光的强弱无关。当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效 应。 (3)光电效应具有_瞬__时__性__:光电效应几乎是瞬时发生的。
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学
两
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灾
迈克尔逊-莫雷实验结果
难
和以太漂移说相矛盾
相对论
4）.1900年10月，普朗克提出量子化理论，给予 黑体辐射以完美的解释
三.能量子（普朗克的量子化理论）
2. 普朗克的量子化理论
普朗克认为：物体发射或吸收的能量不是连 续的，而是一份一份的。每一份叫做一个能 量子，每一个能量子的能ɛ=hγ
h~普朗克常量 h6.6 31 3 0j4•s
第四章 原子结构和波粒二象性
第一节 普朗克黑体辐射理论
一.黑体与黑体辐射
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 （blackbody）
注意：黑体是一种理想化模型，在自然 界中并不存在完全理想的黑体
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（blackbody radiation）
向四周均匀辐射,平均波长λ=10-6 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速 c=3×108 m/s.求:
(1)萤火虫每秒钟辐射的光子数;
(2)在距离荧烛为d=1.0×104 m处,每秒钟落在垂直于光线方向1 cm2面
积上的光子数.
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图4-1-2
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自我检测
2.(能量子应用)“神光Ⅱ”装置是我
国规模最大、国际上为数不多的大 功率固体激光系统,利用它可以获 得能量为2400 J、波长λ为0.35 μm 的一束紫外激光,已知普朗克常量
黑体辐射 PPT课件
由
Tm b
定出 T表面 5700K
斯特藩—玻耳兹曼定律和 维恩位移律是测量高温、 遥感和红外追踪等技术的 物理基础。
m 510nm
红外照相机拍摄的 人的头部的热图 热的地方显白色， 冷的地方显黑色。
维恩 因热辐射定律的发现 1911年获诺贝尔物理学奖
能否从理论上得到上述结果
• 1896年维恩（Wien）将辐射体的原子看作是带 电的谐振子，根据振子所辐射的波的频率与振子 的动能成比例，利用统计方法得到辐射公式为
• 黑体就是一个模型,实际上自然界并没有黑体。
• 设某物体的透射率、反射率和 吸收率分别为t、r和a，且t +r +a =1，
• 则当t =1时该物体为理想透射体；
• 当r =1时该物体为理想反射体；
• 当a =1时该物体为理想吸收体， 即绝对黑体。
• 有趣的是天文学家们在研究各种 发光天体的热辐射甚至宇宙微波 背景辐射时，普遍使用的竟然是 绝对黑体模型。
热辐射的电磁波的能量对频率有一个分布。 温度不同，热辐射的电磁波的能量不同， 频率分布也不同。
例如加热铁块，随着温度的升高: 开始不发“光”→暗红 →橙色 →黄白色
同一个黑白花盘子的两张照片
室温下，反射光
1100K，自身辐射光 （与温度有关）
激光、日光灯发光不是热辐射。
• 你信吗？世界预上习辐§射1能.1力最大的竟
是两个概念， 是光能发射的两种不同形式。
• 热辐射，亦称温度辐射，任何物体（固体、液体、 致密气体）在任何温度均可进行这种辐射，并且 其光谱是连续光谱，能量对不同波长的分布随波 长连续改变。
• 但对不同温度的系统，能量对波长的分布也不同。
• 例如，温度低的铁块主要辐射不可见的红外线； 温度到500℃左右，铁块才开始辐射暗红色的可 见光；随着温度的提高，不但光的强度逐渐增大， 颜色也由暗红转为橙红；温度越高，波长较短的 辐射越丰富，大约到1500℃开始显示为白光，还 有相当多的紫外线。
4.1普朗克黑体辐射理论课件ppt—高二下学期物理人教版选择性必修第三册
随堂检测
4.关于原子物理知识方面，下列说法正确的是（ D ） A．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．盖革-米勒计数器不仅能用来计数，还能区分射线的种类 C．质子、中子、电子都参与强相互作用 D．原子中电子的坐标没有确定的值，只能说某时刻电子在某点附近单位 体积内出现的概率
带小壳的空腔
注意：黑体是一种理想化模型，在自然界中并不存在完全理想的 黑体。
新知探究
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。 黑体辐射特征：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。
这可能反映了某种具有普遍意义的客观规律，必须理论研究！！！
二、黑体辐射的实验规律
讨论：由能量量子化假说可知，能量是一份一份的，而不是连续 的，在宏观概念中，举一些我们周围不连续的实例。
答案：人的个数，自然数，汽车等。
课堂小结
黑体与黑体辐射ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
普朗克黑体 辐射理论
黑体辐射的实验规律
能量子
随堂检测
1.下列说法正确的是（ D ） A．黑体只吸收电磁波，不辐射电磁波 B．光的波长越长，光子的能量越大 C．光的波长越短，越容易发生衍射 D．在光的干涉中，明条纹的地方是光子到达概率大的地方
再见
随堂检测
2.新冠肺炎防控中有一个重要环节是对外来人员进行体温检测，检测用的
1900年10月，普朗克提出量子化理论，给予黑体辐射以完美的解释。
A．带电微粒辐射体和吸温收的枪能量工，只作能是原某一理最小就能量是值的黑整数体倍 辐射定律。黑体辐射的实验规律如图所示，由图
二、黑体辐射的实验规律 下列说法错误的是（ ）
1900年10月，普朗克提出量子化理论，给予黑体辐射以完美的解释。 A．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
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这两朵乌云是指什么呢？
黑体辐射实验
迈克尔逊莫雷实验
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命 的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。
量子论
相对论
黑体
知道科学史上的两朵乌云
知道什么是热辐射 知道什么是黑体
热辐射
在炉火旁边有什么感觉？
冬天会感觉到很暖和， 因为炉火在辐射能量
热辐射现象：一切物体在任何温度下都在辐射电磁波，这种辐 子——超越牛顿的发现
普朗克的能量子观点不仅成功地解决了热辐射 中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志 着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进 入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。
1918年，普朗克为此获得了诺贝尔物理学奖。
普朗克
能量子的理解
震动着的带电微粒的能量是某一最小能量的整数倍。
这个不可再分的最小能量值ε叫能量子，简称量子。 n为正整数，称为量子数。
能量子——超越牛顿的发现
能量子假说 带电微粒吸收和辐射能量时，也是以这个最小能量值为单位 一份一份地辐射和吸收的。
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。
那么黑体辐射实验具有什么样的规律呢？
黑体辐射
黑体辐射
了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长 的关系
黑体辐射的实验规律
辐射强度
01 6
你能由图找到黑体辐射的实验规律吗？
①温度升高，各种波长的辐射强度都 有增加； ②温度升高，辐射强度的极大值向波 长较短的方向移动。 1700 15K00K 1300K 1100K
黑体与黑体辐射
一个黑体在各种温度下，同样也会不断辐射出电磁波，这就是黑体 辐射。 那么，在研究热辐射的规律时，人们为什么特别注意对黑体辐射进 行研究？ 实验表明： 对于一般材料的物体，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， 而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。
能量子——超越牛顿的发现
能量子假说
普朗克常量
能量 经典 量子
能量子——超越牛顿的发现
黑体辐射公式 1900年10月19日，普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体 辐射公式
能量子——超越牛顿的发现
普朗克公式与实验结果的比较
实验值
1700K 普朗克理论
理论与实验符合 得让人拍手叫绝
12 34 56 7 8 9
热辐射
投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过一会儿又是什么颜色？ 投在炉中的铁块随温度升高依次呈 现不同颜色：
800K
1000K
这是热辐射的一个特性：
1200K
1400K
这表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
热辐射
热辐射的两条定性规律：
①辐射的电磁波中包含各种波长的电磁波，不同波长，辐射强度不
普朗克
为了得出同实验相符的黑 体辐射公式，德国物理学 家普朗克做了多种尝试， 进行了激烈的思想斗争。
微观世界的某些规律，在 我们宏观世界看来可能非 常奇怪。
普朗克
能量子
知道经典理论研究黑体辐射的困难
了解能量子的概念和计算 知道普朗克常量
能量子——超越牛顿的发现
能量子假说 1900年，普朗克作出了这样的大胆假设：
那么，在研究物体的热辐射时，应如何避免反射电磁波的影响？
一座建设中的楼房还没安装窗子，但室内墙已经粉刷。从远处看 ，将室内墙与楼房外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？
发现室内墙是黑的，因为没有光 反射出来或反射出来的光比较弱
黑体与黑体辐射
黑体：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。
2345
黑体辐射的实验规律
怎样解释黑体辐射的实验规律？
按照当时物理学的认识，物体中存在着不停运动的带电微粒，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，形 成连续的电磁波谱。
黑体辐射的实验规律
依据热学和电磁学的知识
德国物理学家维恩在1896 年提出了辐射强度按波长 分布的理论公式：
实验值 维恩理论值
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。
黑体辐射的实验规律
英国物理学家瑞利在1900年也提 出了辐射强度按波长分布的理论 公式：
紫外灾难 实验值 瑞利理论值
这个荒谬的结论被认为是物理学理论 的灾难，当时称为“紫外灾难”。
瑞利公式在长波部分与实验结果比较吻 合。但在紫外区(波长范围在紫外线附近 )竟算得辐射强度为无穷大。
同。
在室温下，辐射的主要成 在高温情况下，辐射的主要
分是波长较长的电磁波
成分是波长较短的电磁波
②温度升高，辐射强度增大，同时辐射电磁波的频率和波长也在变化 。
如何定量地研究物体的热辐射规律？ 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
常温下我们看到的物体颜色就是 一些物体看起来很黑，其实是它吸收 物体反射了该频率的电磁波，吸 所有电磁波，反射的电磁波很弱。 收了其他频率的电磁波。
教学重点
能量子的概念
教学难点
黑体辐射的实验规律
19世纪末，经典物理学在各个领域都取得了很大的成功
力学
热学
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。
威廉·汤姆孙 开尔文勋爵
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。
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高中物理选择性必修3 第四章 原子结构和波粒二象性
普朗克黑体辐射理论
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教学目标
了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学研究方法
了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破 过程中科学家的思想 通过观察热辐射的强度与波长的关系图象培养学生观察能力
了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的 建立深化了人们对于物质世界的认识
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。
注意：黑体是个理想化的模型。
德国物理学家基尔霍夫首先 提出了绝对黑体的模型。
黑体与黑体辐射
黑体一定是黑色的吗？
用一个白色的盒子，在侧面开一个 小孔，同样可以看做是一个黑体。 黑体不是一定必须是黑色的。